[发明专利]基于ANSA和StarCCM+平台的CFD自动建模及分析系统与方法

说明书

本发明公开了一种基于ANSA和StarCCM+平台的CFD自动建模及分析系统，用户操作界面模块通过系统主控程序的脚本程序调用下层模块，实现整车CFD仿真流程的自动化；车辆参数模块用于输入整车信息，生成参数模型，为后续分析提供所需输入；前处理及计算模型生成模块基于ANSA平台搭建，根据调用前处理脚本对车辆参数模块输入的参数模型进行自动化或半自动化前处理，生成符合标准的网格模型；算例生成及后处理模块基于StarCCM+平台搭建，通过前处理及计算模型生成模块生成的网格模型，调用算例生成及计算脚本、后处理脚本，实现仿真算例自动生成并提交计算，最后将后处理图片输出汇总；自动生成分析报告。本发明同时公开了一种基于ANSA和StarCCM+平台的CFD自动建模及分析方法。

技术领域

本发明涉及一种基于ANSA和StarCCM+平台的CFD自动建模及分析系统与方法，属于车辆外流场CFD(computational fluid dynamics，计算机流体动力学)分析技术领域。

背景技术

随着计算机技术的发展，仿真分析在车辆空气动力学性能开发过程中占据了越来越重要的位置。完整的车辆的外流场CFD(computational fluid dynamics，计算机流体动力学)分析主要包含以下流程：三维模型收集、几何清理、网格划分、优化方案设计、计算域生成、算例文件建立、提交求解、后处理、分析报告生成、优化方案反馈，涉及车数据处理、建模到生成分析报告等方方面面的工作。

在以上分析流程中关键是优化方案设计及分析，当由于整车流场分析模型结构复杂，在目前工作过程中，其耗费的时间仅占总工作时间的20％，而其他价值低的工作占据了大部分工作时间。

现有的仿真分析软件按照用途主要分为前处理、求解器、后处理三种。不同CFD相关的商业软件功能各异、各具优缺点，且软件使用过程中需要大量人为干预。前处理耗费时间多，占据了CFD工程师较大的工作时长，且工作附加值低浪费人力。仿真算例文件建立过程中操作步骤众多且参数繁琐，不但耗时还易造成人为失误导致方案算例结果错误。

汽车的外廓尺寸大且外车身外表面网格贴体度对计算结果影响大，造成仿真模型网格数量通常以千万或亿计、离散时间长，也导致了后处理图片生成速度慢。

此外，手动制作分析报告耗时长、格式不统一，会降低沟通及信息传递效率。以上问题共同导致一轮车辆流场分析周期长，响应速度慢，现在已成为制约工作效率提升的重要因素。

发明内容

本发明旨在提供一种基于ANSA及StarCCM+的CFD自动建模及分析系统与方法，以提高CFD工程师的工作效率、缩短工作时间。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

作为本发明的一方面，提供一种基于ANSA和StarCCM+平台的CFD自动建模及分析系统，包括：

用户操作界面模块，包括GUI(graphic user interface，图形用户界面)及系统主控程序，通过系统主控程序的脚本程序调用下层模块，实现整车CFD仿真流程的自动化；

下层模块包括：

车辆参数模块，用于输入整车信息，生成参数模型，为后续分析提供所需输入；

前处理及计算模型生成模块：基于ANSA平台搭建，根据调用前处理脚本对车辆参数模块输入的参数模型进行自动化或半自动化前处理，生成符合标准的网格模型；

算例生成及后处理模块：基于StarCCM+平台搭建，通过前处理及计算模型生成模块生成的网格模型，调用算例生成及计算脚本、后处理脚本，实现仿真算例自动生成并提交计算，最后将后处理图片输出汇总；

报告生成模块：以PPT模板为基础，通过调用程序将算例生成及后处理模块中生成的后处理结果汇总并输出一份整车流场分析通用报告文档。