1.1 ANSYS Workbench 17.0 概述

經(jīng)過多年的潛心開發(fā)，ANSYS公司在2002年發(fā)布ANSYS 7.0的同時正式推出了前后處理和軟件集成環(huán)境ANSYS Workbench Environment（AWE）。到ANSYS 11.0版本發(fā)布時，已提升了ANSYS軟件的易用性、集成性、客戶化定制開發(fā)的方便性，深獲客戶喜愛。

Workbench所提供的CAD雙向參數(shù)鏈接互動、項目數(shù)據(jù)自動更新機制、全面的參數(shù)管理、無縫集成的優(yōu)化設(shè)計工具等，使ANSYS在仿真驅(qū)動產(chǎn)品設(shè)計（Simulation Driven Product Development）方面達到前所未有的高度。

技巧提示

1.1.1 關(guān)于ANSYS Workbench

在ANSYS 17.0版本中，ANSYS對Workbench架構(gòu)進行了全新設(shè)計，全新的項目視圖（Project Schematic View）功能改變了用戶使用Workbench仿真環(huán)境（Simulation）的方式。

在一個類似流程圖的圖表中，仿真項目中的各項任務(wù)以互相連接的圖形化方式清晰地表達出來，可以非常容易地理解項目的工程意圖、數(shù)據(jù)關(guān)系、分析過程的狀態(tài)等。

項目視圖系統(tǒng)使用起來非常簡單：直接從左邊的工具箱（Toolbox）中將所需的分析系統(tǒng)拖動到右邊的項目視圖窗口中或雙擊即可。

工具箱（Toolbox）中的分析系統(tǒng)（Analysis Systems）部分，包含了各種已預(yù)置好的分析類型（如顯式動力分析、FLUENT流體分析、結(jié)構(gòu)模態(tài)分析、隨機振動分析等），每一種分析類型都包含完成該分析所需的完整過程（如材料定義、幾何建模、網(wǎng)格生成、求解設(shè)置、求解、后處理等），按其順序一步步往下執(zhí)行即可完成相關(guān)的分析任務(wù)。當然也可從工具箱中的Component Systems里選取各個獨立的程序系統(tǒng)，自己組裝成一個分析流程。

一旦選擇或定制好分析流程后，Workbench平臺將能自動管理流程中任何步驟發(fā)生的變化（如幾何尺寸變化、載荷變化等），自動執(zhí)行流程中所需的應(yīng)用程序，從而自動更新整個仿真項目，極大縮短了更改設(shè)計所需的時間。

1.1.2 多物理場分析模式

Workbench仿真流程具有良好的可定制性，只需通過拖動鼠標操作，即可非常容易地創(chuàng)建復(fù)雜的、包含多個物理場的耦合分析流程，在各物理場之間所需的數(shù)據(jù)傳輸也能自動定義。

ANSYS Workbench平臺在流體和結(jié)構(gòu)分析之間自動創(chuàng)建數(shù)據(jù)連接以共享幾何模型，使數(shù)據(jù)保存更輕量化，并更容易分析幾何改變對流體和結(jié)構(gòu)兩者產(chǎn)生的影響。同時，從流體分析中將壓力載荷傳遞到結(jié)構(gòu)分析中的過程也是完全自動的。

工具欄中預(yù)置的分析系統(tǒng)（Analysis Systems）使用起來非常方便，因為它包含了所選分析類型所需的所有任務(wù)節(jié)點及相關(guān)應(yīng)用程序。Workbench項目視圖的設(shè)計是非常具有柔性的，用戶可以非常方便地對分析流程進行自定義，把Component Systems中的各工具當成磚塊，按照任務(wù)需要進行裝配。

1.1.3 項目級仿真參數(shù)管理

ANSYS Workbench環(huán)境中的應(yīng)用程序都是支持參數(shù)變量的，包括CAD幾何尺寸參數(shù)、材料特性參數(shù)、邊界條件參數(shù)以及計算結(jié)果參數(shù)等。在仿真流程各環(huán)節(jié)中定義的參數(shù)都是直接在項目窗口中進行管理的，因而非常容易研究多個參數(shù)變量的變化。在項目窗口中，可以很方便地通過參數(shù)匹配形成一系列設(shè)計點，然后一次性地自動進行多個設(shè)計點的計算分析以完成What-If研究。

利用ANSYS DesignXplorer模塊（簡稱DX），可以更加全面地展現(xiàn)Workbench參數(shù)分析的優(yōu)勢。DX提供了試驗設(shè)計（DOE）、目標驅(qū)動優(yōu)化設(shè)計（Goal-Driven Optimization）、最小/最大搜索（Min/Max Search）以及六希格瑪分析（Six Sigma Analysis）等能力，所有這些參數(shù)分析能力都適用于集成在Workbench的所有應(yīng)用程序、所有物理場、所有求解器中，包括ANSYS參數(shù)化設(shè)計語言（APDL）。

ANSYS Workbench平臺對仿真項目中所有應(yīng)用程序中的參數(shù)進行集中管理，并在項目窗口中用一個非常方便的表格進行顯示。完全集成在Workbench中的DesignXplorer模塊能自動生成響應(yīng)面結(jié)果，清晰而直觀地描述這種幾何變化的影響。通過簡單的拖動操作，還可以很方便地使用DX的試驗設(shè)計（DOE）、目標驅(qū)動優(yōu)化設(shè)計、六希格瑪設(shè)計以及其他設(shè)計探索算法等。

1.1.4 Workbench應(yīng)用模塊

ANSYS Workbench提供了與ANSYS系列求解器交互的強大方法。這種環(huán)境為CAD系統(tǒng)及用戶設(shè)計過程提供了獨一無二的集成設(shè)計平臺。ANSYS Workbench由多種工程應(yīng)用模塊組成。

● Mechanical：用ANSYS求解器進行結(jié)構(gòu)和熱分析（包含網(wǎng)格劃分）。

● Mechanical APDL：采用傳統(tǒng)的ANSYS用戶界面對高級機械和多物理場進行分析。

● Fluid Flow（CFX）：采用CFX進行流體動力學(xué)（CFD）分析。

● Fluid Flow（FLUENT）：采用FLUENT進行流體動力學(xué)（CFD）分析。

● Geometry（DesignModeler）：創(chuàng)建和修改CAD幾何模型，為Mechanical分析提供所用的實體模型。

● Engineering Data：定義材料屬性。

● Meshing Application：創(chuàng)建CFD和顯式動態(tài)網(wǎng)格。

● Design Exploration：用于優(yōu)化分析。

● Finite Element Modeler（FE Modeler）：轉(zhuǎn)換NASTRAN和ABAQUS中的網(wǎng)格，以便在ANSYS中使用。

● Bladde Gen（Bladde Geometry）：創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)機械鐘的葉片幾何模型。

●Explicit Dynamics：創(chuàng)建具有非線性動力學(xué)特色的模型，用于顯式動力學(xué)分析。