【文章內(nèi)容簡介】 搜索功能 15 首先， SQL Server 是一款非常專業(yè)的數(shù)據(jù)庫管理工具，可以對各種數(shù)據(jù)進行管理與搜索，包括 Flowmaster 軟件中內(nèi)置的元件模型數(shù)據(jù)、系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)、系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)、元 件參數(shù)數(shù)據(jù)、用戶權(quán)限數(shù)據(jù)、部件性能數(shù)據(jù)、流體物性數(shù)據(jù)、各種腳本、模版數(shù)據(jù)等等。 Flowmaster 中的所有數(shù)據(jù)，都在后臺采用標(biāo)準(zhǔn)的 SQL Server 的數(shù)據(jù)格式進行存儲和讀寫，有 SQL Server 數(shù)據(jù)庫引擎（ Database Engine）的支持，數(shù)據(jù)的安全性和讀取效率都能得到保障和增強。 其次， SQL Server 具有很好的開放性。因此，對于多用戶環(huán)境，各個用戶終端可以安全共享數(shù)據(jù)庫中的各種數(shù)據(jù)資源，根據(jù)需要對數(shù)據(jù)庫進行擴充和自定義。 此外，數(shù)據(jù)庫的開放性還意味著其它軟件工具可以通過訪問 SQL Server 實現(xiàn)對 Flowmaster 內(nèi)部數(shù)據(jù)的讀寫。這對于數(shù)據(jù)在各個專業(yè)軟件之間的交互，以及深入的二次開發(fā)和軟件功能的客戶定制提供了很大的便利。 智能建模與專家系統(tǒng) Flowmaster 具備完善的智能建模與專家系統(tǒng)，內(nèi)置了大量流體系統(tǒng)仿真專家的知識與經(jīng)驗，能夠為工程師提供非常智能的輔助建模手段。同時，用戶可以根據(jù)自己的實際情況，將已有的設(shè)計經(jīng)驗、知識與規(guī)范引入到專家系統(tǒng)之中，為后續(xù)軟件使用人員提供指導(dǎo)。有了專家系統(tǒng)作為保障，軟件使用經(jīng)驗將存貯于系統(tǒng)之中，易于實現(xiàn)積累和繼承。 以部件參數(shù)表為例： Flowmaster 的每個部件都包含有大量的參數(shù)，依據(jù)可壓、不可壓、傳熱等分析類型的不同，部件參數(shù)的輸入要求也大不相同，這就會給初級工程師造成很大的困惑。有了 Flowmaster 的智能建模輔助工具，這個難題就迎刃而解了。如下圖所示，紅色的參數(shù)條目為必須輸入的參數(shù)，黃色的參數(shù)條目則是可選輸入的，這樣的參數(shù)表簡單明了，避免了參數(shù)輸入的錯誤。對于很多元件，提供了大量可選參數(shù)項，用戶可以根據(jù)自己掌握的數(shù)據(jù)，自行設(shè)定必填的參數(shù)項，從而指導(dǎo)后續(xù)仿真人員，提高仿真精度。 此外， Flowmaster 具備封裝復(fù)合元件與子系統(tǒng)的功能，能夠?qū)?用戶常用并且經(jīng)過驗證的各類復(fù)合元件與子系統(tǒng)進行自定義，以便在以后的設(shè)計工作中重復(fù)使用，大量復(fù)合元件與自定義子系統(tǒng)建立以后，用戶的知識也隨之集成在 16 Flowmaster 平臺之中。 智能化建模示例：部件參數(shù)輸入 復(fù)合元件與子系統(tǒng)的封裝 Flowmaster 的智能仿真平臺還體現(xiàn)在交互仿真功能上，交互式仿真功能可以在仿真計算時隨時改變元件的某個參數(shù)，如馬達的轉(zhuǎn)速或閥芯的位置等，這些參數(shù)的改變對系統(tǒng)的影響會立刻顯示出來。交互仿真對用戶非常有幫助，用戶可以實時監(jiān)視輸出結(jié)果，改變系統(tǒng)參數(shù)，當(dāng)結(jié)果不理想時，可以 隨時停止仿真。 項目成員與角色分工 Flowmaster 能夠根據(jù)項目需求定義不同權(quán)限的用戶，例如項目管理人員、產(chǎn)品研發(fā)人員、分析人員、試驗人員等。不同人員操作軟件及訪問各類數(shù)據(jù)的權(quán)限均可視情況進行定制。 由于各類人員能夠訪問同一個數(shù)據(jù)庫，因此給協(xié)同工作帶來極大的便利。首先，項目的執(zhí)行與監(jiān)控分工明晰，不再依賴于人際協(xié)調(diào)的原始模式；其次，任何設(shè)計改動，都能夠通過數(shù)據(jù)庫直接反饋給相關(guān)工程師，從而大幅提高工作效率；此外，用戶權(quán)限的劃分還能夠進一步提高數(shù)據(jù)的安全性。 17 項目成員與角色分工 軟件集成與半實 物仿真 為了建立有效的數(shù)值仿真平臺，必須關(guān)心不同 CAE 軟件之間的數(shù)據(jù)交互與聯(lián)合仿真，在軟件集成的基礎(chǔ)上深入發(fā)揮各類軟件的效能。 Flowmaster 具備與Fluent、 Matlab 等大量 CAE 軟件的接口，同時可與任意支持 COM（組件對象模型）的軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。 Flowmaster 支持基于 COM 的開發(fā) Flowmaster 支持基于 COM（ Component Object Model，組件對象模型）的開發(fā)。 COM 是微軟對網(wǎng)頁伺服器與客戶端、增益集與 Office 系列軟件之間互動的軟件元件技術(shù)。 COM 自動化（ COM Automation）是指應(yīng)用程序的 COM 化（封裝成 COM 組件），以讓外部程序調(diào)用這些 COM 組件，實現(xiàn)各種功能。因此Flowmaster 可以與任何第三方軟件方便的集成和二次開發(fā)。 Flowmaster 與 PLM/PDM/CAD 系統(tǒng)的集成 由于 FLOWMSTER 支持 COM 化的開發(fā)， 因此 Flowmaster 軟件能夠非常容易地與第三方 PLM/PDM/CAD 軟件集成，這種集成是一種無縫的完美集成。 Flowmaster 核電 版基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) SQL SERVER，與 PLM/PDM 系統(tǒng)非 18 常類似，因此可以實現(xiàn) Flowmaster 與 PLM/PDM/CAD 在數(shù)據(jù)庫級的集成和交互，例如 Flowmaster 可以從 BOM 表中獲取元件參數(shù)和尺寸， PDM 系統(tǒng)可以從Flowmaster 的數(shù)據(jù)庫中獲取元件、網(wǎng)絡(luò)模型、仿真結(jié)果等數(shù)據(jù)。基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)是保證 Flowmaster 與 PLM/PDM 便利、充分、完美集 成的基礎(chǔ)。 與三維 CFD 軟件和 MATLAB 軟件的耦合仿真 基于 COM 自動化技術(shù)， Flowmaster 已經(jīng)開發(fā)了和許多其他知名 CAE 軟件的接口，如 CFDLink (FLUENT 和 Star_CD)、 MatlabLink 等。 與 FLUENT 的接口 與 Matlab 的接口 Flowmaster 與其它 CAE 軟件的接口 進一步，只要用戶所使用的應(yīng)用軟件支持 COM 技術(shù)（一般應(yīng)用于 Windows操作平臺的軟件都會支持），就能夠通過二次開發(fā)實現(xiàn)和 Flowmaster 之間的無縫集成。這種耦合仿真是完全實時、雙向的耦合仿真，實現(xiàn)系統(tǒng)仿真和部件級仿真的完美結(jié)合。 19 與 AVL Cruise\BOOST 的接口 Flowmaster 與 AVL Cruise\BOOST 的聯(lián)合仿真 AVL 李斯特公司是奧地利著名的車輛發(fā)動機設(shè)備提供商與專業(yè)咨詢機構(gòu)，在發(fā)動機設(shè)計制造領(lǐng)域享有盛譽。其仿真軟件包 BOOST 是專業(yè)的內(nèi)燃機氣體動力學(xué)分析軟件。 Flowmaster 提供了和 AVL BOOST 的接口，能夠直接從 BOOST把發(fā)動機的性能數(shù)據(jù)以 4D 文件數(shù)據(jù)格式傳遞給 Flowmaster 的 BOOST Engine 元件，例如氣缸內(nèi)壁面熱流量等。 此外， BOOST 的 TNG（ Thermal Network Generator）模塊可以自動生成Flowmaster 發(fā)動機熱阻模型，精確模擬發(fā)動機內(nèi)部熱流分布和溫度分布。 TNG所提供的建模功能能夠根據(jù)用戶的需要生成不同復(fù)雜度的熱阻模型。結(jié)合BOOST TNG 和 Flowmaster，工程師可以構(gòu)復(fù)雜的發(fā)動機熱管理系統(tǒng)模型，考察不同流體系統(tǒng)之間的熱耦合。 20 聯(lián)合仿真模型 聯(lián)合仿真 結(jié)果 與 AVL EXCITE 的接口 在內(nèi)燃機中，軸承是主要的耗油部件。對軸承流量的精確計算對與獲得可信的結(jié)果是非常重要的。這就需要考慮軸承載荷的周期變化，偏心率，及自身的彈性變形造成的影響。 AVL EXCITE 提供了對軸承元件的仿真分析功能，能夠生成Flowmaster 所需要的 Bearing Map，考慮軸承間隙、滑油粘度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速 及入口與出口油壓的影響。這些數(shù)據(jù)可以直接通過 Flowmaster 的 AVL EXCITE Bearing 元件讀入，從而實現(xiàn)兩者的耦合。 21 Flowmaster 與 AVL EXCITE 的聯(lián)合仿真模型 聯(lián)合仿真 結(jié)果 22 通過 MpCCI 實現(xiàn)多物理場耦合 MpCCI 是專業(yè)的多物理場耦合軟件，可以和所有的主流 CFD 軟件和主流的有限元軟件動態(tài)、雙向耦合，實現(xiàn)系統(tǒng)級仿真和多物理場仿真的耦合。 MpCCI 的直接接口包括 Flowmaster、 Fluent、 Ansys、 Abaqus、 、StarCD、 Flux、 IcePak、 PERMAS、 PosRad、 RadTherm。 MpCCI 還包含一個開放的應(yīng)用程序接口，通過它可以和具有開放應(yīng)用程序接口的任何 CAE 軟件連接。這樣 Flowmaster 就可以和任何 CAE 軟件實現(xiàn)耦合仿真。 Flowmaster 通過 MpCCI 實現(xiàn)多物理場耦合 與 OFFICE 軟件的接口 Office 系列軟件中都支持宏，例如 Excel、 Word 及 Access。 Flowmaster 的許多功能也封裝成了 COM 組件，這些組件可以通過運用于 Windows 平臺的其他軟件如微軟的 Office 系列軟件進行調(diào)用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互和分析的自動化。 23 利用 Flowmaster 和 EXCEL 實現(xiàn)的熱流體系統(tǒng)仿真平臺 半實物仿真 Flowmaster 具備豐富的控制器元件，支持基于 COM（ Component Object Model，組件對象模型）的開發(fā)，能夠非常便捷的與外部數(shù)據(jù)及外部接口進行實時交互，實現(xiàn)控制器與仿真計算機之間的時間同步，從而開展半實物仿真。 除此之外， Flowmaster 與 Matlab 軟件有直接的聯(lián)合仿真接口，而 Matlab 具備強大的控制系統(tǒng)仿真功能，因此 Flowmaster 也可與 Matlab 聯(lián)合實現(xiàn)半實物仿真。 由于半實物仿真的結(jié)果比數(shù)學(xué)仿真更接近實際， Flowmaster 用于半實物仿真將能夠更好的應(yīng)用于產(chǎn)品的修改定型、產(chǎn)品改型和出廠檢驗等方面。 下圖所示為美國海軍地面戰(zhàn)斗中心（ NSWC）利用 Flowmaster 對某型 “智能閥 ”開展半實物仿真的基本架構(gòu)，以 Flowmaster 的管網(wǎng)模型結(jié)合控制系統(tǒng)的物理模型，成功分析了 “智能閥 ”的工作特性。 24 美國海軍地面戰(zhàn)斗中心（ NSWC）利用 Flowmaster 對某型 “智能閥 ” 開展半實物仿真的基本架構(gòu) 產(chǎn)品全生命周期的應(yīng)用與流程自動化 Flowmaster 可以應(yīng)用于產(chǎn)品研發(fā)的全生命周期。首先， Flowmaster 不依賴于詳細的 CAD 模型，只需要基本的幾何參數(shù)，因此在概念設(shè)計階段即可用于系統(tǒng)的初步評估；在詳細設(shè)計與仿真階段， Flowmaster 可以獨立應(yīng)用或者 與 Fluent、Matlab 等 CAE 軟件開展聯(lián)合仿真，從而深度分析熱流體系統(tǒng)的性能