电子产品多物理场耦合分析与优化

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1、电子产品多物理场耦合分析与优化电子产品多物理场耦合分析与优化电子某所是一家从事雷达、通信、电子系统与工程的大型综合性电子研究单位。经过多年电子某所是一家从事雷达、通信、电子系统与工程的大型综合性电子研究单位。经过多年 的发展，该研究所已在产品的研制实践中初步成功应用了多种的发展，该研究所已在产品的研制实践中初步成功应用了多种 CAD 软件，以及结构、流软件，以及结构、流 体、电磁等各类体、电磁等各类 CAE 软件，为数字设计软件，为数字设计/仿真过程的综合集成应用奠定了较好的技术基础。仿真过程的综合集成应用奠定了较好的技术基础。但是在这些设计仿真软件的使用过程中，依然存在着很多的问题，最突出的

2、矛盾包括但是在这些设计仿真软件的使用过程中，依然存在着很多的问题，最突出的矛盾包括: 在产品设计数字化的发展中，需进行多物理场耦合性能的分析，但由于各专业之间信息在产品设计数字化的发展中，需进行多物理场耦合性能的分析，但由于各专业之间信息 交互困难，系统及应用集成性差，现有资源没有得到有效利用，产品的设计与仿真过程大交互困难，系统及应用集成性差，现有资源没有得到有效利用，产品的设计与仿真过程大 都采用商业化软件和部分自有软件。这些不同来源的软件相互间的兼容性欠佳，导致各设都采用商业化软件和部分自有软件。这些不同来源的软件相互间的兼容性欠佳，导致各设 计计/仿真软件分散林立不成体系，软件的使用效

3、率低下，软件效能不能充分发挥；仿真软件分散林立不成体系，软件的使用效率低下，软件效能不能充分发挥； 多学科协同设计的应用水平低，支持工具缺乏。电子产品是一个复杂的多学科系统，最多学科协同设计的应用水平低，支持工具缺乏。电子产品是一个复杂的多学科系统，最 终性能取决于综合最优，必需构建电子产品数字设计、分析、优化的多物理场耦合性能分终性能取决于综合最优，必需构建电子产品数字设计、分析、优化的多物理场耦合性能分 析系统，提高电子产品的总体设计水平；析系统，提高电子产品的总体设计水平； 缺乏基于信息流驱动的多物理场耦合分析工具和管理的手段，缺乏对与多学科相关的分缺乏基于信息流驱动的多物理场耦合分析工

4、具和管理的手段，缺乏对与多学科相关的分 析流程梳理、定制、模版等分析流程的管理。析流程梳理、定制、模版等分析流程的管理。项目挑战项目挑战满足该研究所在复杂电子产品设计中实现多学科耦合、协同仿真和仿真流程管理等需求。满足该研究所在复杂电子产品设计中实现多学科耦合、协同仿真和仿真流程管理等需求。 实现电子产品设计仿真协同实现电子产品设计仿真协同 解决电子产品多学科耦合分析和优化问题解决电子产品多学科耦合分析和优化问题 建立电子产品仿真分析的标准、规范和流程建立电子产品仿真分析的标准、规范和流程 提供电子产品仿真流程梳理、定制和管理工具提供电子产品仿真流程梳理、定制和管理工具 提供对电子产品仿真数据

5、的有效管理提供对电子产品仿真数据的有效管理解决方案解决方案PERA.Simulation 的技术集成模块的技术集成模块 CaxMan 可以将所有与仿真工作有关的人力和技术都可以将所有与仿真工作有关的人力和技术都 纳入其中，包括了对设计数据的协同管理，对分析数据的协同管理，以及设计与分析之间纳入其中，包括了对设计数据的协同管理，对分析数据的协同管理，以及设计与分析之间的协同管理。的协同管理。PERA.Simulation 不仅提供了设计不仅提供了设计/仿真仿真/优化一体化的解决方案，将设计与优化一体化的解决方案，将设计与 分析紧密的结合在一起，而且提供了强大的客户化开发工具包分析紧密的结合在一起

6、，而且提供了强大的客户化开发工具包 SDK，极大地方便了用户的，极大地方便了用户的 定制，扩展了定制，扩展了 PERA.Simulation 平台的集成能力。平台的集成能力。因此该研究所基于因此该研究所基于 PERA.Simulation 的的“多物理场耦合集成多物理场耦合集成”项目，实现了在统一的平台项目，实现了在统一的平台 下进行电子产品多物理场耦合分析和多学科优化，提供了可视化仿真向导定制工具、实现下进行电子产品多物理场耦合分析和多学科优化，提供了可视化仿真向导定制工具、实现 了设计仿真协同、仿真数据管理、建立了各种电子产品仿真流程模板。该项目的主要成果了设计仿真协同、仿真数据管理、建立

7、了各种电子产品仿真流程模板。该项目的主要成果 包括：包括： 可视化仿真向导定制工具可视化仿真向导定制工具 通过可视化拖拉组件的方式和属性设置，即可定义整个仿真通过可视化拖拉组件的方式和属性设置，即可定义整个仿真 向导模板的定义，定义完成后自动生成仿真向导模板，整个过程不需要用户编写程序代码，向导模板的定义，定义完成后自动生成仿真向导模板，整个过程不需要用户编写程序代码， 从而大大提高用户创建仿真向导的效率。从而大大提高用户创建仿真向导的效率。可视化仿真向导定制工具可视化仿真向导定制工具 电子产品多学科耦合分析与优化电子产品多学科耦合分析与优化 仿真分析与优化在统一界面下进行，无需进行各种仿仿真

8、分析与优化在统一界面下进行，无需进行各种仿 真分析环境之间进行频繁切换。真分析环境之间进行频繁切换。“多物理场耦合集成多物理场耦合集成”项目根据集成的电子产品仿真分析模项目根据集成的电子产品仿真分析模 板（分析优化流程）实现了电子产品流体、结构、电磁分析以及多学科耦合分析等自动操板（分析优化流程）实现了电子产品流体、结构、电磁分析以及多学科耦合分析等自动操 作过程，并最终形成评估报告。作过程，并最终形成评估报告。电子产品多学科耦合分析与优化电子产品多学科耦合分析与优化 电子产品仿真分析与优化模板电子产品仿真分析与优化模板 电子产品仿真分析模板是根据电子产品仿真分析过程、电子产品仿真分析模板是根

9、据电子产品仿真分析过程、 经验知识、行业标准规范等知识定制的用于一体化仿真分析与优化的标准过程。封装了各经验知识、行业标准规范等知识定制的用于一体化仿真分析与优化的标准过程。封装了各 种仿真分析规范以及标准材料库，并进行了电子产品各种第三方仿真分析软件的集成，实种仿真分析规范以及标准材料库，并进行了电子产品各种第三方仿真分析软件的集成，实 现了电子产品多物理场耦合分析与优化整个过程。现了电子产品多物理场耦合分析与优化整个过程。电子产品仿真分析与优化模板电子产品仿真分析与优化模板用户评价用户评价“多物理场耦合集成多物理场耦合集成”项目在项目在 PERA.Simulation 平台中实现了电子产品

10、多物理场耦合分析平台中实现了电子产品多物理场耦合分析 与优化，定制了电子产品各种多学科耦合分析与优化流程标准模板，并融合了行业的设计与优化，定制了电子产品各种多学科耦合分析与优化流程标准模板，并融合了行业的设计 标准、企业的分析经验和规范等知识。建立了电子产品各种仿真分析标准，实现了企业智标准、企业的分析经验和规范等知识。建立了电子产品各种仿真分析标准，实现了企业智 力资产的重用，使力资产的重用，使 CAE 分析技术真正渗透到产品设计开发的各个阶段，提高产品的设计分析技术真正渗透到产品设计开发的各个阶段，提高产品的设计 技术水平和产品品质。技术水平和产品品质。用户价值用户价值 充分利用充分利用

11、 CaxMan 与与 CAD 软件之间的双向参数驱动接口能力，实现了产品设计仿真协软件之间的双向参数驱动接口能力，实现了产品设计仿真协 同，可方便进行设计、仿真、优化一体化而无需开发额外的数据接口；同，可方便进行设计、仿真、优化一体化而无需开发额外的数据接口； 充分利用充分利用 PERA.Simulation 的仿真向导模板定制功能，实现各种产品多学科仿真分析优的仿真向导模板定制功能，实现各种产品多学科仿真分析优 化标准化流程的定制与管理；化标准化流程的定制与管理； CaxMan 提供的强大的提供的强大的 SDK 进行二次开发的能力，使得定制多学科耦合分析流程更加方进行二次开发的能力，使得定制多学科耦合分析流程更加方 便快捷；便快捷； PERA.Simulation 深度集成的文件管理引擎，实现了仿真数据的集中管理；深度集成的文件管理引擎，实现了仿真数据的集中管理； PERA.Simulation 深度集成的流程管理引擎，实现了仿真任务的自动化管理和多人协同深度集成的流程管理引擎，实现了仿真任务的自动化管理和多人协同 仿真分析。仿真分析。