近日，在第18屆中國(guó)CAE工程分析技術(shù)年會(huì)暨第4屆中國(guó)數(shù)字仿真論壇上，云道智造自主研發(fā)的通用多物理場(chǎng)仿真平臺(tái)Simdroid榮獲2022年數(shù)字仿真科技獎(jiǎng)“自主軟件創(chuàng)新獎(jiǎng)”。會(huì)上，云道智造還重磅發(fā)布了Simdroid v4.1版本。

Simdroid具備自主可控的固體力學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)和熱力學(xué)通用求解器，支持多物理場(chǎng)耦合仿真，在統(tǒng)一友好的環(huán)境中為仿真工作者提供前處理、求解分析和后處理工具。同時(shí)，作為仿真PaaS平臺(tái)，其內(nèi)置的APP開(kāi)發(fā)器支持用戶(hù)以無(wú)代碼化的方式便捷封裝全參數(shù)化仿真模型及仿真流程，將仿真知識(shí)、專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為可復(fù)用的仿真APP。

產(chǎn)品特點(diǎn)

自主可控：內(nèi)核自主可控，具有多種通用求解器，支持多物理場(chǎng)耦合仿真。統(tǒng)一接口和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，便于組件擴(kuò)展和平臺(tái)升級(jí)。

開(kāi)發(fā)便捷：開(kāi)發(fā)者無(wú)需掌握任何編程語(yǔ)言，只需通過(guò)圖形化交互界面即可便捷完成仿真工作和仿真APP開(kāi)發(fā)。

方便易用：使用者無(wú)需掌握復(fù)雜的仿真技術(shù)，只需通過(guò)下載、運(yùn)行仿真APP，即可獲得專(zhuān)業(yè)的仿真結(jié)果。

功能模塊

網(wǎng)格剖分模塊

具有多種剖分功能與網(wǎng)格控制方法，滿(mǎn)足不同模型的網(wǎng)格生成需求。

• 自由剖分、掃掠剖分、映射剖分等剖分方法

• 線(xiàn)單元、三角形、四邊形、四面體、六面體、三棱柱、四棱錐、多面體等單元類(lèi)型

• 二階單元，包括二階直邊及曲邊單元
  

• 體/面/邊網(wǎng)格尺寸控制、多部件網(wǎng)格匹配、局部細(xì)化等控制功能

隱式結(jié)構(gòu)分析模塊

具有豐富的單元類(lèi)型及材料本構(gòu)模型、靈活的連接裝配方式、多種載荷約束施加方式以及靜/動(dòng)力、線(xiàn)性/非線(xiàn)性有限元求解器，能夠滿(mǎn)足絕大多數(shù)工程結(jié)構(gòu)分析的需求。

• 線(xiàn)性/非線(xiàn)性靜力分析、線(xiàn)性/非線(xiàn)性屈曲分析、模態(tài)分析、頻響分析、準(zhǔn)靜力分析和瞬態(tài)動(dòng)力分析等分析類(lèi)型

• 質(zhì)量、彈簧、桿、梁、膜、殼、實(shí)體等單元類(lèi)型

• 彈塑性、粘彈性、超彈性、粘塑性、蠕變等非線(xiàn)性材料本構(gòu)

• 耦合連接、綁定接觸、無(wú)摩擦接觸、庫(kù)倫摩擦接觸、粗糙接觸等連接與接觸關(guān)系定義

• 幾何非線(xiàn)性、接觸非線(xiàn)性、材料非線(xiàn)性

顯式動(dòng)力學(xué)分析模塊

具備實(shí)體、殼、桿/梁的三維模型結(jié)構(gòu)分析功能，可以求解高度非線(xiàn)性問(wèn)題，包括幾何、接觸、材料等非線(xiàn)性因素。求解器支持Lagrange算法，可用于結(jié)構(gòu)/裝配體碰撞、電子產(chǎn)品跌落等應(yīng)用場(chǎng)景。

• 實(shí)體、殼/膜、桿/梁、離散單元、質(zhì)量點(diǎn)等單元類(lèi)型

• 線(xiàn)彈性、粘彈性、彈塑性、率相關(guān)、超彈和泡沫等材料本構(gòu)

• 面-面、點(diǎn)-面、單面和綁定等接觸類(lèi)型

• 線(xiàn)性多項(xiàng)式、Gruneisen、JWL等多種狀態(tài)方程

• 粘性控制和剛度控制等多種沙漏控制模式

• 質(zhì)量縮放、MPI并行計(jì)算以及重啟動(dòng)等分析技術(shù)

多體動(dòng)力學(xué)分析模塊

具有常用約束副、力元和柔性連接等功能，支持HHT-I3和隱式Euler積分器，能夠進(jìn)行多剛體動(dòng)力學(xué)分析，可以與控制系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合仿真，支持光滑和非光滑接觸分析。具備仿真結(jié)果的實(shí)時(shí)顯示和強(qiáng)大的后處理功能。

• 多剛體動(dòng)力學(xué)分析

• 光滑和非光滑接觸分析

• 與控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真

低頻電磁分析模塊

具有完備的低頻電磁求解功能。具備豐富的有限元單元類(lèi)型，可以進(jìn)行二維、三維和軸對(duì)稱(chēng)電磁模型的高效求解。能夠處理線(xiàn)性和非線(xiàn)性、各向同性和各向異性的材料本構(gòu)關(guān)系，支持各種常用的激勵(lì)、邊界條件和后處理計(jì)算功能。

• 電場(chǎng)、電流場(chǎng)和磁場(chǎng)的靜態(tài)、瞬態(tài)和時(shí)諧分析，通電導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)和場(chǎng)路耦合分析等分析類(lèi)型

• 電荷、電流、電壓、電路和外加電磁場(chǎng)等激勵(lì)

• 懸浮電位、周期邊界、開(kāi)放邊界和滑動(dòng)邊界等邊界條件

• 電容、電導(dǎo)、電感、損耗、電磁力等后處理計(jì)算功能

高頻電磁分析模塊

采用通用的頻域有限元算法，提供豐富的激勵(lì)和邊界條件，計(jì)算結(jié)果精確可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)任意三維結(jié)構(gòu)的電磁場(chǎng)仿真。

• 波端口、集總端口、平面波和電流源激勵(lì)

• 理想電導(dǎo)體、理想磁導(dǎo)體、吸收邊界和完美匹配層邊界條件

• 線(xiàn)性材料、各向異性材料和損耗材料

• 四面體、六面體、三角形和四邊形等多種單元類(lèi)型

• 電磁場(chǎng)、波印廷矢量、電流密度、功率流、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、天線(xiàn)方向圖、雷達(dá)散射截面等物理量的計(jì)算和渲染

• 云圖、矢量圖、曲線(xiàn)圖、極坐標(biāo)系、球坐標(biāo)系等多種豐富直觀的結(jié)果展示

流體分析模塊

基于有限體積法求解Navier-Stokes方程，采用任意多面體網(wǎng)格，提供多種空間/時(shí)間離散格式、豐富的邊界條件類(lèi)型、多種湍流模式，可以進(jìn)行瞬態(tài)/穩(wěn)態(tài)、RANS/LES、單相/多相等流動(dòng)模擬，提供了模擬流動(dòng)以及其他相關(guān)物理現(xiàn)象的流體動(dòng)力學(xué)完整解決方案。

• 不可壓縮、可壓縮、跨聲速、（高）超聲速流動(dòng)分析

• 單相流、VOF多相流、Euler-Euler多相流

• 多重坐標(biāo)系MRF、滑移網(wǎng)格方法

• 簡(jiǎn)化輻射模型、太陽(yáng)輻射、化學(xué)反應(yīng)、燃燒等

熱分析模塊

具有完善的熱分析功能，能夠求解二維/三維結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)溫度場(chǎng)分布情況。

• 穩(wěn)態(tài)熱分析、瞬態(tài)熱分析

• 線(xiàn)性熱分析、非線(xiàn)性熱分析

• 桿、膜、實(shí)體單元、平面單元和軸對(duì)稱(chēng)單元

• 傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射三種熱傳遞方式，可考慮熱接觸

多物理場(chǎng)耦合分析模塊

具有強(qiáng)耦合、弱耦合、順序耦合、雙向耦合等不同耦合方式，支持不同類(lèi)型多物理場(chǎng)耦合問(wèn)題的分析求解。

• 可擴(kuò)展的多物理場(chǎng)耦合仿真框架

• 熱力耦合、壓電耦合、共扼傳熱（CHT）、電磁—熱耦合、電磁—流體—熱耦合等分析類(lèi)型

仿真開(kāi)發(fā)環(huán)境

具有統(tǒng)一的用戶(hù)界面、數(shù)據(jù)接口和仿真分析流程，提供完備、易用的前、后處理和求解設(shè)置操作界面，支持用戶(hù)高效、快捷地完成建模仿真工作。

APP開(kāi)發(fā)器內(nèi)置輸入框、按鈕、視圖窗口等十余種界面控件，用戶(hù)無(wú)需掌握任何編程語(yǔ)言，通過(guò)圖形化編程即可便捷地封裝仿真模型與仿真流程，生成輕量化、可復(fù)用的仿真APP。在Simdroid專(zhuān)業(yè)版中，APP開(kāi)發(fā)器還提供仿真APP編譯功能，可對(duì)仿真APP進(jìn)行編譯生成可執(zhí)行文件，脫離Simdroid平臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行。

Simdroid試用

Simdroid是由北京云道智造科技有限公司開(kāi)發(fā)的基于“仿真平臺(tái)+仿真APP”模式的通用多物理場(chǎng)仿真平臺(tái)。該平臺(tái)具備自主可控的結(jié)構(gòu)、電磁、流體和熱四大物理場(chǎng)求解器和多物理場(chǎng)仿真內(nèi)核，在統(tǒng)一友好的環(huán)境中為仿真工作者提供了前處理、求解分析和后處理工具，同時(shí)其內(nèi)置的APP開(kāi)發(fā)器支持用戶(hù)以無(wú)代碼化開(kāi)發(fā)的方式便捷封裝全參數(shù)化仿真模型及仿真流程，將仿真知識(shí)、專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為可復(fù)用的仿真APP，實(shí)現(xiàn)知識(shí)變現(xiàn)。仿真APP通過(guò)APP商店Simapps 實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)展示、交易，用戶(hù)通過(guò)云端快速、便捷、低成本使用各類(lèi)工業(yè)APP，真正實(shí)現(xiàn)普惠仿真的愿景。Simdroid已經(jīng)在電力、家電、生物醫(yī)療、電子信息、航空航天等行業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的工程化應(yīng)用。