Cadence Fidelity CFD大幅提升“小汽油机”筹划服从

集微网消息，11月4日，中国内燃机工业协会小汽油机分会2022年年会在重庆召开，集会围绕中国小汽油机行业现状及发展趋势、国表里政策形势及猜测、标准化工作、自主品牌创建、数字化转型、行业共性热门题目等睁开互动交换和专题研讨，本次年会专门设置的CFD分会场上，Cadence（楷登电子）推出的Fidelity CFD办理方案占居“C位”，得到与会业界人士广泛好评。

“小汽油机”分会拥有180余家会员单位，聚集了以小汽油机动力为主，以泵、发电机，高压洗濯机，风扇等配套厂商为辅的巨大群体。其产物包罗发电机、发动机、割草机、洗濯机、园林机器，微耕机，水泵等工业产物。客岁环球“小汽油机”产物出货量7000万台左右；中国3967万台，此中大部分用于出口。由于对作业现场的极强顺应性，在可预见的将来，其卑鄙需求仍将长期保持茂盛。

不外随着碳中和、碳减排历程深入，“小汽油机”的减排增效日益成为告急题目，中国、美国、欧盟均相继推出“小汽油机”排放标准限值，为了满足越来越严酷的排放法规，小汽油机产物筹划也日趋复杂，除了化油器、空滤器、尾气后处理处罚装置等部件的性能迭代，内燃机本身进气道、燃烧室筹划也是不容忽视、乃至更为关键的优化方向。公道的筹划可以有效进步缸内油气混淆匀称性，改善燃烧质量，淘汰燃油斲丧，低沉污染物排放，而如许的筹划优化，已经超出了传统气流活动测试实行方法所能实现的限度，CFD工具的应用可以说势在必行。

对于不少小汽油机厂商而言，亟需一套可以或许将前处理处罚、求解、优化全流程先辈工具团结在一起，同一Workflow，界面简朴易用，可应对多物理场、差别集成级别仿真的CFD最佳实践。

在当天的CFD分会场上，Cadence针对小汽油机行业应用，展示了基于Fidelity软件平台的全套CFD办理方案。

根据Cadence专家现场先容，Fidelity CFD办理方案具有高性能、高精度、多物理场仿真本领，内置求解器和自研算法为高性能盘算量身打造，支持CPU/GPU异构加快，美满的功能模块使其可以将CFD几那边置处罚、网格分别、数值仿真、性能评估、多学科多目标优化的全流程在一个平台、一个界面内实现无缝衔接，高度集成，突破了筹划与仿真之间的隔阂，恰当差别职能团队高效协同，助力厂商打造更好的工业产物。

在前处理处罚环节，Fidelity CFD引入了多款Cadence独创的网格天生工具，比方：

Fidelity AutoSeal可以全主动、并行式极速完成洞缝搜刮与多少密封；

AutoMesh/AutoGrid是叶轮机器网格分别的标杆产物，其特性包罗基于模板式的主动分配拓扑结构、眷属树形结构功能允许在一套设置下对多多少举行分析、以及风雅的子午面、B2B和三维网格控制，从而可完成高质量的全六面体结构化网格天生，对并行盘算架构的高效利用，使16核并行天生1亿网格仅需2分钟，极大淘汰产物研发周期；

AutoMesh/Hexpress面向非结构化网格高效分别需求，具备由体到面和由面到体的网格分别方式，可自由选择全六面体或以六面体为主的混淆网格，支持多少整理功能，并具有简朴易用的主动模式，可一次性天生流体-固体域网格，并支持高效并行盘算架构。

值得一提的是，以小汽油机为动力的东西，通常在仿真中涉及到结构化和非结构化网格的混淆，Fidelity CFD可以实现主动体系匹配，完成快速天生。

上述新工具对传统CFD前处理处罚工作带来了巨大革新，不绝以来几那边置处罚和网格分别等主动化程度非常有限，占据了CFD工程师约80%的工作时间，Fidelity CFD可以极大进步前处理处罚服从。

Cadence方面专家透露，Fidelity CFD用于某款摩托车筹划仿真，可以将原先两个星期的仿真时间压缩到两天。

在求解环节，Fidelity CFD引入了新一代求解器组合，针对可压缩流体仿真、不可压缩流体仿真、叶轮机器仿真、活动/振动噪声仿真、固体强度/变形仿真等差别场景举行优化，以DBS/PBS为例，这组高效多用途的通用CFD求解器可实现多相流、多孔介质、流热耦合、辐射、燃烧、流固耦合、空化、蒸发等多物理场仿真求解，并支持大规模硬件加快功能，而独特的非线性谐波法求解器，则兼具定常级的仿真速率和非定常级的仿真精度，在求解精度和盘算资源斲丧之间实现平衡，可助力进步仿真性能，在确保正确度的同时紧缩研发周期，以更快的求解速率得到更高精度的预告效果。

而在优化环节，Cadence的Fidelity Optimization提供了一个独有的多学科高主动化优化平台，全主动化是其最大的特色和上风。

Fidelity Optimization接纳先辈高效的人工神经网络+遗传算法，内置功能全面的CFD循环步伐链，用户无需自行编写繁琐的脚本文件，从参数化文件的天生、界说、创建署理模子、实行优化、验证的全流程中仅需人工举行一次干预即加载样本库界说优化目标，极为方便易用。可实现多学科、多工况、多目标优化，更为贴近工程实际应用需求。

在CFD分会场上，Cadence还分享了基于Fidelity CFD的叶轮机器气动筹划、马达/发电机冷却筹划办理方案，究竟上，这也正符合“小汽油机”产业的转型升级需求，对于水泵、汽油发电机等集成小汽油机动力和叶轮机器部件的产物，更高集成级别的筹划优化离不开叶轮机器的CFD优化工具，在这方面，Fidelity CFD同样具备强劲力气。

汽车巨头福特公司利用Fidelity CFD举行离心压缩机优化，在不低沉气动性能的条件下，乐成消除了背板局部的应力会集；

德国透风机厂商Ruck Ventilatoren GmbH通过Fidelity CFD调解流道和叶型，有效地消除了透风机静叶尾部存在的活动分离，进步了产物性能，并被稍后的试验数据所证实；

著名汽车品牌Renault通过Fidelity平台优化工具，在显着进步了筹划点水泵服从的同时，也有效地拓宽了其工作范围；对于非筹划点下的性能提升尤为显着。

随着Fidelity CFD的推出，Cadence向外界显现了向流体仿真、有限元盘算（FEM）等更广泛体系筹划范畴拓展结构的意愿和本领。依托数十年来持之以恒的内部研发与外延并购，Cadence已成为电子体系筹划（ESD）向智能体系筹划(ISD) 进化的向导者，赋能从元器件到云的端到端体系筹划全流程，伴随体系厂商向新的数字化期间迈进。（校对/萨米）