CAE工程諮詢是指使用全面的CAE技術服務能力，包括了格線設計與劃分、結構線性與非線性分析、CFD分析、動力學分析、流固耦合分析、最佳化分析等，可以為客戶提供全面的CAE諮詢服務。
基本介紹
- 中文名：CAE工程諮詢
- 簡介：為客戶提供全面的CAE諮詢服務
- 概述：具有強大的發展潛力
- 包括：流固耦合分析、最佳化分析等
概述,CAE分析,格線分析,有限元（FEA）,流體分析,最佳化分析,電機電磁分析,CAE軟體,
概述
CAE諮詢在中國是個新興市場，具有強大的發展潛力。目前國內跟國外相比從事這行的人才也在少數，有關於此的企業更是寥寥無幾。但正因如此，才能看出挖掘出巨大的市場。 首先，全球CAE市場保持著穩定增長。各個企業都想提高產品設計的速度，一些之前CAE套用還不夠廣泛的行業也開始加快普及CAE，促進了CAE市場不斷持續增長。
從行業來看，汽車行業的CAE套用比較成熟，航空航天行業套用CAE起步較早，但CAE套用還不夠成熟，仍然沿用一些傳統的設計模式。航空航天行業迅速加大了對CAE的投入，為全球CAE市場的增長造就了一個非常好的機遇。而其他行業，例如電子、船舶、重型機械、鐵道和建築等，CAE技術也獲得了成熟的套用。
CAE市場的整合將使得小型CAE廠商的獨立生存更加艱難。因為大型CAE公司例如有限元線上致力於提供更多學科的CAE仿真分析解決方案，因此，全球CAE市場整合的趨勢還將繼續。但整合可能意味著收購或兼併，也可能意味著新的商業模式的誕生。
從技術角度講，它所倡導的最佳化驅動設計的理念已經在業界被廣泛認同，而另一方面，由於在設計過程中生成了海量的分析和試驗數據，因此，如何管理這些產品性能數據並從這些海量數據中有效地挖掘關鍵的信息並制定決策，成為企業廣泛套用CAE之後需求的熱點。
CAE發展的一個重要方向是提供先進的，能夠支撐產品不斷進化的開放性系統。即便是隨著CAE市場不斷整合，CAE主流廠商通過併購而能夠提供越來越多的CAE多學科仿真方案，這些廠商也必須更加重視CAE系統的開放性。只有這樣，CAE客戶才能夠更加靈活、更加自由地建立和完善產品研發流程，實現對整個產品生命周期的有效管理。
CAE分析
下面就簡單舉例說明有限元線上公司CAE分析的具體內容。
格線分析
有限元線上的專業技術工程師可以為客戶提供高質量的格線“設計”服務，可以熟練套用ANSA和其他常用的格線劃分工具來進行格線生成，在確保格線質量的前提下，實現快速及時的格線劃分，從而為您節省大量的時間和精力，使得您可以集中精力於實際工程問題的分析與求解。
在進行數值模擬計算（包括FEA、CFD等）中，格線的質量對分析計算的結果有至關重要的影響。高質量的格線是高精度分析結果的保證，而質量不好或者差的格線，則可能會導致計算的無法完成或者得到無意義的結果。
在一個完整的分析計算過程中，與格線設計與修改相關的前處理工作占到了CAE工程師工作量的70%-80%，CAE工程師往往要花費大量的時間來進行格線處理，真正用於分析計算的時間很少，所以主要的瓶頸在於如何快速準備好高質量的滿足分析計算要求的格線。
準備高質量的分析模型是一件很費時間和精力的事情，而且，要求完成該項工作的技術人員具有相當的技術經驗和背景，才能完成高質量的格線。具體地說，就是要求前處理工程師能夠根據CAE工程師提出的分析要求“設計”出能滿足CAE工程師分析要求的合適的格線，然後提交給CAE工程師進行分析計算。
之所以是格線“設計”而不是格線劃分，說明了要設計出能夠滿足分析計算要求的高質量的格線，並不是一件容易的事情，要完成這項工作需要很多方面的知識和技術要求。
針對一個具體的分析計算要求，要獲得一個滿足該分析技術的高質量的格線，一個承擔該項目格線設計的前處理工程師需要從以下幾個方面進行綜合考慮：
◇分析計算的目的。（定性還是定量）
◇分析計算的類型，如強度分析、剛度分析、耐久性分析、NVH分析、碰撞分析、CFD分析、 熱流分析、動力學回響分析等。（分析類型對格線的質量和形狀有不同的要求。）
◇分析計算的時間要求。（要求時間的緊迫與否也決定了採用何種格線形式）
◇分析據算所採用的求解器。（不同的求解器對不同的分析問題有特定的格線形式和要求）
◇儘可能採用最好的單元類型。（所套用的求解器可以採用的單元類型，也會決定格線的質量與形狀要求）
◇儘可能採用最好的格線類型。（最好的格線類型意味著對於面，儘可能採用四邊形格線；對於體，儘可能採用六面體單元）
由此可見，滿足計算分析要求的高質量的格線是由前處理工程師精心“設計”出來的，而不是隨隨便便“劃分”出來的。
第一類是複雜結構的中面格線，主要針對薄壁件。
尤其是汽車，航天航空，電子這個行業里大量存在，像手機、汽車上的儀錶板、汽車的車身，這樣的結構件壁度單元很薄。很難用實體單元來描述，這樣的部件要用殼單元描述。用殼單元描述，首先要得到這個結構的幾何中面。一般來說像塑膠件，薄壁件有一個共同的特點就是結構比較複雜，有很多的筋圓孔等等。難度在於如何得到這個複雜結構的中面格線，中面有圓角、加強筋、圓孔等等，抽完中面之後，怎樣把它們連線起來；得到幾何之後如何保證高質量的面格線。對於中面格線來說，最好的單元形式就是四邊形格線。
第二類格線就是複雜結構的六面體。
像結構體，譬如發動機的缸蓋、活塞、缸體、曲軸、轉向節、變速箱的殼體，這樣的結構最好的形式是用六面體，因為六面體精度比較高。六面體的生成完全依靠人工來完成，這就需要非常專業的工程師才能完成。
第三類比較複雜的格線，就是流體格線CFD格線。
流體格線幾何的外表面是封閉的，對於一個結構來說，比如整車，飛彈的外流場，飛機等的外流場，有大量的曲面間隙需要去縫合修補，要生成面格線，還要考慮附面層，流體格線的特點是幾何清理極其複雜，工作量特別大，對附面層的質量要求非常苛刻。根據你選擇的不同的流體方程，附面層格線的質量有不同的要求。
有限元（FEA）
有限元法是適應使用電子計算機而發展起來的數值方法。起源於上個世紀50年代航空工程中飛機結構的矩陣分析。世界力學名著“有限元法”的作者監凱維奇教授對有限元法曾做過如下定義：
（a）把連續體分成有限個部分，其性態由有限個參數所規定。
（b）求解離散成有限元的集合體時，其有限單元應滿足連續體所遵循的規則，如力平衡規則等。
有限元方法所能解決實際工程問題：
靜態應力/位移分析
包括線性，材料和幾何非線性，以及結構斷裂分析等
動態分析
包括結構固有頻率的提取，瞬態回響分析，穩態回響分析，以及隨機回響分析等
粘彈性/粘塑性回響分析
粘彈性/粘塑性材料結構的回響分析
熱傳導分析
傳導，輻射和對流的瞬態或穩態分析
質量擴散分析
靜水壓力造成的質量擴散和滲流分析等
耦合分析
熱/力耦合，熱/電耦合，壓/電耦合，流/力耦合，聲/力耦合等
非線性動態應力/位移分析
可以模擬各種隨時間變化的大位移、接觸分析等
瞬態溫度/位移耦合分析
解決力學和熱回響及其耦合問題
準靜態分析
套用顯式積分方法求解靜態和衝壓等準靜態問題
退火成型過程分析
可以對材料退火熱處理過程進行模擬
海洋工程結構分析
對海洋工程的特殊載荷如流載荷、浮力、慣性力等進行模擬
對海洋工程的特殊結構如錨鏈、管道、電纜等進行模擬
對海洋工程的特殊的連線，如土壤/管柱連線、錨鏈/海床摩擦、管道/管道相對滑動等進行模擬
水下衝擊分析
對衝擊載荷作用下的水下結構進行分析
疲勞分析
根據結構和材料的受載情況統計進行生存力分析和疲勞壽命預估
設計靈敏度分析
對結構參數進行靈敏度分析並據此進行結構的最佳化設計
有限元線上最強的優勢在非線性分析。所有的工程問題都是非線性的，在實際中並不存在完全線性的。有時候人們為了求解問題的方便性，考慮自身的條件和限制，可以用線性來代替，但是如果材料本身是非線性的話，那么就沒有辦法用線性來代替。我們在非線性分析方面有超過十年的經驗，完成了大量的項目。尤其對材料非線性，幾何非線性和接觸非線性，具有非常豐富的經驗。像汽車的碰撞，鐵路裡面的碰撞，電視機手機的跌落，都是高度的非線性問題。
套用有限元技術可以幫助：
- 產品設計與開發：縮短產品開發周期；
降低開發成本；
提高產品質量；
- 對現有結構進行評估：分析產品破壞原因；
評估產品在設計中無法考慮因素作用下的安全性能
- 進行產品的失效分析：發展與建立材料模型等
流體分析
有限元線上提供的流體分析服務包括：
■ 整車空氣動力學特性分析 －外形設計最佳化（經濟性/操縱穩定性等）
■ 車燈除霧，除冰除霜分析
■ 空調系統及內流場特性分析 －流量分配/除霜/舒適性分析/風機
■ 發動機進排氣系統分析
■ 空氣噪聲分析
■ 發動機缸內燃燒分析
■ 發動機機艙散熱分析 －熱管理/風扇
■ 制動散熱分析
最佳化分析
套用CAE分析技術，可以幫助設計工程師在設計階段快速的進行設計驗證，找到設計缺陷和不足，然而當在CAE分析以後找到產品設計缺陷和不足時，如何對產品的結構進行改進和最佳化，以期使得產品能夠在滿足給定設計要求的前提下具有最佳的性能（最輕、最強、最安全等），則是每一個設計工程師和CAE工程師希望達到的目標。
電機電磁分析
有限元線上能提供優質快速的電機設計與電磁分析服務，內容包括：
（1）電機設計
◇同步發電機設計與最佳化
◇無刷直流電機設計與最佳化
◇傳統有刷整流電機設計與最佳化
◇感應電機設計與最佳化
（2）電機電磁分析
◇電機結構分析
◇電機基本性能分析
◇電機電場分析
◇電機冷卻分析
◇磁禁止分析
◇永磁電機的交直軸電感計算
（3）電機溫度場和流體場計算
◇電機內溫度場計算
◇大型電機的水冷卻分析、空氣冷卻分析、油冷卻分析
◇電機風扇冷卻分析
◇噪聲分析
電磁場分析：
穩態磁場分析: 激勵不隨時間變化,如永磁體的磁場、穩恆電流產生的磁場等
諧性磁場分析: 激勵按正餘弦規律變化,如感應式電機
瞬態磁場分析: 激勵隨時間無規律變化
溫度場分析：
通過溫度場計算,得到電機整機或部件的溫度分布、熱量的獲取和損失、熱梯度、熱流密度等。
穩態溫度場分析:熱源不隨時間變化
瞬態溫度場分析:熱源隨時間變化
結構分析：部件剛強度計算，接觸應力計算，固有頻率計算，動態回響計算，臨界轉速計算等
CAE軟體
1.有限元前處理軟體(ANSA/mETA)
2.非線性分析軟體（ABAQUS）
3. CFD分析軟體(SC/Tetra)
4. 拓撲最佳化分析軟體（TOSCA)
5. 多參最佳化分析軟體 (Isight)
6. 疲勞分析軟體 (FE-SAFE)
7.電機分析與電磁分析（MAGNEFORCE）
8. 仿真數據管理系統 （SPDRM)
