ANSYS Multiphysics unterstützt die verschiedensten Anwendungen

Die Multiphysics Simulation von ANSYS gehört zu den technologisch führenden Software-Paketen für die Berechnung des Verhaltens von Bauteilen und Produkten, wenn gleichzeitig Lasten unterschiedlicher physikalischer Art wirken und sich gegenseitig beeinflussen. Mit ANSYS Multiphysics können mit einer einheitlichen Benutzeroberfläche statische, dynamische, thermische, strömungsmechanische, akustische und elektromagnetische Effekte miteinander kombiniert werden.

Mit dem Multi-Field-Gleichungslöser können die - per se sehr komplexen - Probleme bei gekoppelten Berechnungsaufgaben von einem größeren Anwenderkreis gelöst werden. Mithilfe einer übersichtlichen Eingabemaske, einer konsistenten Modellformulierung sowie einem stark automatisierten Gleichungslöser lassen sich sämtliche Berechnungsdisziplinen, die in ANSYS Multiphysics enthaltenen sind, relativ einfach nutzen. Dadurch können die Anwender vielfältige Simulationsaufgaben lösen, die für sie bisher zu aufwändig waren. Zusatzeffekte, die im ANSYS-Standard nicht enthalten sind (z.B. spezielle chemische Reaktionen in Festkörpern können mit Hilfe der Komplentärlösung Diffpack als externe Last integriert werden.

ANSYS Multiphysics ermöglicht sowohl eine Kopplung auf Komponenten-Ebene als auch auf System-Ebene. Dabei kann die Lösung von gekoppelten physikalischen Problemen entweder durch eine direkte Kopplung oder durch einen so genannten sequentiellen Last-Transfer erfolgen. Die direkte Kopplung arbeitet mit gekoppelten Feldelementen. Diese enthalten sämtliche Freiheitsgrade innerhalb einer einzigen Steifigkeitsmatrix, die für die Lösung der entsprechenden ANSYS-Multiphysics-Anwendung notwendig sind. Bei der sequentiellen Kopplung werden dagegen zwei Analysen durchgeführt und die Kopplung erfolgt dadurch, dass die Ergebnisse der ersten Analyse als Eingabe für die zweite Analyse dienen (implizite sequentielle Kopplung).

ANSYS Multiphysics unterstützt unter anderem die Berechnung von piezoelektrischen und piezoresistiven Problemen. Ebenso lassen sich struktur-elektrische und thermal-elektrische Aufgaben (Joule heating, Seebeck, Peltier und Thomson effects) lösen. Bei struktur-thermalen Kopplungen können statische, harmonische und transiente Aufgabenstellungen analysiert werden. Ferner sind auch struktur-thermal-elektrische Kopplungen realisierbar.

Abbildung kompletter Antriebsstränge bei Hybrid- oder Elektrofahrzeugen mit Ansoft Simplorer

Außerdem bietet ANSYS die Software Ansoft Simplorer als Werkzeug für die Multi-Domain-Simulation bei der Entwicklung von elektrischen, mechatronischen, leistungselektronischen und elektromechanischen Systemen an. Damit werden sämtliche Aspekte eines Gesamtsystems, einschließlich Elektronik, Sensoren/Aktuatoren, Motoren, Generatoren, Umrichtern, Steuerungen und eingebetteter Software berücksichtigt. Durch die umfangreiche und erweiterbare Modellbibliothek (z.B. durch VHDL-AMS Modelle aus Mechanik, Magnetik, Hydraulik, Pneumatik, Thermik) lässt sich die Brücke zu den unterschiedlichsten physikalischen Anwendungen schlagen.

Die Anwendung von Ordnungsreduktiosmethoden (MOR) erlaubt zudem die Nutzung von Verhaltensmodellen aus ANSYS Mechanical und ANSYS CFD und damit die präzise und effiziente Berechnung von komplexen Systemen. Typische Einsatzgebiete sind beispielsweise das thermische Management in einem Batterie-Pack oder auch die Abbildung kompletter Antriebsstränge bei Hybrid- oder Elektrofahrzeugen.