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Trenitalia 利用 ANSYS Mechanical 提高铁路系统效率
意大利铁路运营商 Trenitalia 在管理该国铁路运输系统的开发、建设和维护方面面临着挑战。 Trenitalia 技术和研究部使用 ANSYS Mechanical 进行设计优化、应力强度结构检查和维护工程规划。然而，对更大分析模型和更短计算机响应时间的需求促使 Trenitalia 评估新的计算解决方案。他们必须克服的主要问题包括由于 32 位有限元程序使用的实际内存量而导致的模型大小限制、使用单处理器平台导致的较长求解时间以及内存和存储子系统中的硬件架构瓶颈。 -增加求解时间的系统。为了解决这些问题，Trenitalia 开始研究 64 位技术，其效率要求建议采用可扩展的 SMP 架构。
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比亚乔的物联网实施：提高生产力和工程效率
比亚乔是机动两轮车辆的领先制造商，在测试条件下分析复杂的几何形状时面临着重大挑战。该公司缺乏关键区域的信息，这使得模型到处都需要高水平的细节。诸如回合之类的细节特征不容忽视。这种情况构成了重大挑战，因为需要细致且耗时的过程来确保测试结果的准确性和可靠性。
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通过物联网加快制动盘设计周期：TRW Automotive 案例研究
TRW Automotive 是全球最大的汽车供应商之一，在制动盘的设计和验证过程中面临着重大挑战。汽车制造商需要对设计方案进行虚拟和实证验证，而这些方案的成熟度通常决定新业务合同的授予。为了保持竞争力，TRW Automotive 等供应商必须提高设计和验证流程的效率。这种对效率的需求促使汽车供应商进一步利用和加快前期计算机辅助工程 (CAE)。然而，传统的 CAE 过程涉及预处理、求解和后处理的顺序方法，被证明时间太长且效率低下。必须针对每个设计概念和各种分析类型重复此过程。如果最终分析未达到性能目标，则必须重新开始该过程，从而浪费宝贵的时间。
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模块化无线塔：喷射塔快速增长的案例研究
Jet Towers 是巴西的一家小型初创公司，在该国农村地区提供互联网服务时面临着重大挑战，由于人口密度低，光纤在这些地区并不经济。该公司旨在通过塔式 Wi-Fi 来满足这一市场的需求，这需要较低的初始投资。然而，该公司需要快速建造大量塔楼才能开始赚取投资回报。管理层提出了基于提前设计和建造的组件的模块化塔式生产线的想法。然后，这些组件的组装和安装时间仅为从头开始设计和建造每座塔所需时间的一小部分。这些模块需要从流体流动和结构角度进行优化，以便它们可以用来构建具有各种高度和负载支撑能力的天线，同时将总安装成本保持在最低限度。对于只有一名设计工程师且没有分析师的公司来说，这可能是一项艰巨的任务。
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通过物联网提高微型涡轮机效率：康涅狄格州储备技术案例研究
康涅狄格储备技术公司 (CRT) 在开发用于紧凑型热电联产机组的微型涡轮机时面临着重大挑战。这些装置旨在为制造工厂和其他设施提供经济可靠的电力，依赖于氮化硅等先进结构陶瓷。虽然这些陶瓷允许微型涡轮机在比传统金属合金更高的温度下运行，从而显着节省燃料和减少排放，但它们的断裂强度也表现出很大的变化。当考虑到各种表面处理造成的固有缺陷时尤其如此。面临的挑战是考虑这些复杂的统计强度分布，以便更准确地预测预期部件寿命。另一个挑战是定义和实施一种方法，根据特定组件为氮化硅供应商建立威布尔分布指标。这需要将转子叶片的各种处理表面的使用应力状态与规定的部件可靠性相结合，以制定材料性能曲线。
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飞机发动机的自动化设计和传热优化：通用电气案例研究
飞机发动机燃烧室的设计是一个复杂的多学科过程，涉及航空 CFD、燃烧、传热 CFD、动力学、热学、机械和寿命预测。 GE 全球研究中心与 GE 飞机发动机公司合作，负责开发先进的燃烧室设计技术，以满足严格的新产品引入 (NPI) 分析要求。此过程中的一个重大挑战是以自动方式生成高质量网格。网格质量在自动化设计过程中起着至关重要的作用，影响分析的准确性。此外，网格划分过程需要可编写脚本，无需人工干预。完整的燃烧室扇形模型需要全六边形网格，以确保分析准确性。
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商业建筑仿真驱动设计：案例研究
一位金属加工行业的客户联系了空气科学与工程公司，该客户正在努力解决大型火炬切割操作中产生的金属烟雾问题。这些烟雾绕过现有无效的侧通风罩逃逸到邻近的工作区域，污染了工作环境。我们面临的挑战是开发一种烟罩设计，能够有效捕获和遏制工艺烟雾，同时最大限度地减少所需的排气流量。新罩的设计还需要允许通过高架起重机装载零件，并适应现有的高速推动喷射，以防止工件下方积聚易燃气体。
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URS Corporation 使用物联网进行大坝结构分析的创新方法
URS Corporation 是一家领先的全方位服务工程、规划、设计和施工公司，其任务是对俄亥俄州马霍宁县的麦凯尔维湖大坝进行全面的结构稳定性评估。该大坝是一座 77 英尺高的混凝土拱形结构，坝顶长度约为 350 英尺，形成一个最大蓄水量为 4,345 英亩-英尺的水库。面临的挑战是确保反复的冻融循环不会因洪水荷载的增加而损害大坝的完整性。传统上，此类分析需要进行广泛的现场调查，以收集混凝土和基岩样本进行实验室测试。然而，这个过程既耗时又昂贵，特别是对于位于偏远地区的水坝而言。此外，创建大量计算机模型并运行广泛的单独模拟以彻底分析所有相互关联的变量，这增加了项目的复杂性和成本。
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卡尔顿大学旋翼机研究小组的自动化网格划分过程
卡尔顿大学旋翼机研究小组整合了旋翼机空气动力学、气动弹性、气动声学、叶片动力学和智能结构等方面的研究工作，在研究过程中面临着重大挑战。该小组的主要研究项目 SHARCS 项目旨在证明主动控制“智能”直升机旋翼的概念，以同时减少噪音和振动。这需要使用复杂的 CFD 模拟，可能需要数周的计算时间。该求解器需要具有先进网格分布的高质量结构化多块六面体网格。然而，创建这些先进的网格是一项困难且耗时的任务。如果每个学生都必须为正在研究的每个变体手动创建网格，这将极大地限制研究潜力和质量。面临的挑战是消除研究人员的手动六角网格划分负担，从而最大限度地提高他们的研究潜力和质量。
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彻底改变汽车设计和分析：RAETECH 公司案例研究
RAETECH Corporation 是一家专门从事汽车设计和分析、专注于赛车领域的公司，参与了从设计和分析阶段到原型和成品测试的项目。他们的经验几乎涉及所有类型的汽车零部件和系统。他们的结构分析程序通常包括线性、非线性和疲劳分析，并且在适当的情况下还利用计算流体动力学 (CFD)，特别是在发动机部件设计和 A 到 B 比较中。他们坚信设计和分析阶段紧密结合，然后正确验证真实的物理部件。然而，他们在通过 CATIA V4 导入器或 Solidworks 插件导入数据以及使用 Tetra 创建实体和曲面网格方面面临挑战。
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优化汽车行业的零部件重量：德纳公司案例研究
德纳公司是汽车行业零部件和总成的领先供应商，在设计重型卡车悬架系统和其他总成时面临着重大挑战。由于这些部件的负载重、环境恶劣且寿命要求长，这项任务十分艰巨。从历史上看，这些组件被过度设计且更重，以满足可靠性要求。然而，在当前经济形势下，商用卡车的重量及其对车辆成本、乘坐和燃油经济性的影响成为卡车制造商和最终用户的重要关注点。面临的挑战是用最少的材料设计这些零件，但仍保持足够的强度和刚度。必须在满足紧张的预算和产品发布时间表的同时实现这一目标，从而排除了构建和测试大量硬件原型的可能性。
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利用流固相互作用进行水质监测浮子设计
Grantec Engineering Consultants Inc. 的任务是开发一种水质监测浮标，该浮标设计用于携带用于捕获环境数据的传感器。工程团队面临着最大程度地减少阻力和确保浮体稳定性以及制定系泊系统和结构规范的挑战。浮标的原始设计有一个弓形，它会被驱动到水下，这主要是由于传感器上的电流负载产生的力矩。这带来了一个重大问题，因为它会影响浮子的性能和传感器收集的数据的准确性。
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Archus Orthopedics：利用物联网加速脊柱植入物开发
Archus Orthopedics 是一家生物医学公司，面临着预测脊柱在安装植入物时的非线性运动的挑战。这是他们的 Total Facet Arthroplasty System™ (TFAS®) 开发的一个关键方面，该系统是一种专利脊柱植入物，旨在治疗椎管狭窄。确定这种运动的传统方法是通过尸体测试，这个过程不仅耗时，而且对于新的运动恢复脊柱植入物设计的设计迭代来说效率低下。该公司需要一种更高效、更准确的方法来模拟自然脊柱的运动质量并预测植入物脊柱的非线性运动。
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国防教育中的物联网：克兰菲尔德大学案例研究
克兰菲尔德大学隶属英国国防学院，其国防管理与技术学院（DCMT）前身为皇家军事科学院（RMCS），其任务是对武装部队进行国防相关技术教育。这种教育的一个重要部分涉及武器效果的研究和理解。这是一个复杂的领域，涉及高度动态的现象，需要理论和实践的理解。数值模拟用于深入了解这些现象，补充实验研究和演示。然而，挑战在于增强学生对数值分析技术的理解并将这些技术应用于一系列应用。
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3Discovered 利用 SpaceClaim 实现高效 3D 打印
3Discovered 是一个商业级 3D 打印零件和产品的交换平台，在寻找适合其启动预算的 3D 建模软件包方面面临着挑战。他们需要一种解决方案，能够快速转变打印设计并处理各种格式的模型或基于 3D 扫描进行设计。该公司还正在处理逆向工程问题，因为他们经常收到设计所有者和客户的工作，要求他们在与 3D 打印公司合作之前需要执行此过程。他们尝试过的现有软件解决方案（例如 Inventor 或 SolidWorks）无法处理逆向工程中涉及的大量方面，并且经常会崩溃。
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利用物联网改造公路安全系统：Energy Absorbent Systems, Inc. 的案例研究
Energy Absorbent Systems, Inc. 是防撞缓冲垫、冲击衰减器和其他能量吸收安全装置设计和制造领域的全球领先者，其 TMA-180 车载衰减器面临着挑战。该装置由铰接钢框架组成，其中包含吸能充气铝制挡板，从停放的施工车辆的后部延伸出来，以保护高速公路作业区的人员和设备免受车辆交通的影响。该公司找到了一家更可靠、更经济的液压缸供应商，为框架旋转提供动力。然而，气缸几何形状和负载的差异需要重新设计连接气缸和框架的 U 形连杆。面临的挑战是尽可能快速、可靠地执行重新设计，以缩短改进产品的上市时间。
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Kato Engineering 使用 ANSYS Emag 优化发电
Kato Engineering 是一家设计和制造全系列精密制造的高品质交流发电机、电动发电机组以及主用、备用和调峰发电控制装置的公司，面临着重大挑战。发电机的次瞬态电抗是在瞬态负载事件的前几个周期内有效的发电机内部阻抗元件，很难预测。该电抗通常是在设计过程完成后通过新发电机设计的工厂测试来确定的。这种方法不仅耗时而且效率低下，因为它将潜在问题的识别推迟到设计过程完成之后。
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Apollo Engineering 用于轮式雪橇重新设计的物联网解决方案
阿波罗工程公司的任务是重新设计犹他州帕克城老化的四人轮雪橇车辆，这些车辆为客户提供了崎岖不平的乘坐体验。雪橇的原始设计由两件式玻璃纤维主体组成，通过用螺栓固定在两件上的钢轭连接。车身设计需要一个长且支撑不良的轭。由于对雪橇的车轮和悬挂系统进行了重大改变，包括拆除车辆中间的车轴以实现更平稳的行驶，这一挑战变得更加复杂。这意味着必须重新设计轭，并且必须重新评估其上的力，以确保它能够承受压力、应变和疲劳，以达到安全目的。
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利用 IoT 优化水力发电站设计：e3k 和 FLUENT 软件案例研究
e3k 是一家澳大利亚机械工程咨询公司，其任务是优化多喷嘴冲击轮水力发电站设计的效率。挑战在于对分支分配器歧管、喷嘴设计和旋转流道进行复杂的检查，以从已知的水头和流量条件中提取最大的有用能量。水射流和转轮之间的动态相互作用产生了特别复杂的不稳定多相流场。这种复杂性使得确定需要改进的领域以及了解潜在设计变更的影响变得困难。
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Bois HD 的 FEM 分析增强了 Atelier Normand 的木结构
Atelier Normand 是一家法国中小企业，生产复杂的木结构，包括先进的平台。该公司面临着快速设计和制造具有更多功能（例如存储、疏散路线、电话亭等）结构的挑战，同时仍然遵守欧洲规范 0、1 和 5 等安全法规。该公司需要确定设计中的潜在弱点，验证其是否符合安全规范，并解决与添加护栏等组件相关的安全问题。我们面临的挑战是如何快速有效地完成这一切，而这对于传统方法来说是很困难的。
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HyPerComp Inc. 利用 ANSYS ICEM CFD 工具增强航空航天解决方案
HyPerComp Inc. 是航空航天行业领先的软件公司，专门从事高性能计算技术的开发和传播。这些技术采用并行计算代码/硬件架构和基于物理的数学模型来解决国防和商业应用中的各种问题。该公司的技术优势包括通用几何 CAD 建模和修复、非结构化混合网格、用户友好的基于 GUI 的预处理、细粒度并行架构的域分解工具、用于求解线性/非线性偏微分方程的高阶精确空间和时间离散化、解决方案加速技术和基于知识的专家系统外壳。然而，该公司在将客户提供的几何形状从 IGES 格式转换为内部 ICEM CFD 格式以进行后续处理时面临挑战。显然，我们需要一种能够以最少的预处理和设置要求生成高质量网格的解决方案。
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HyPerComp Inc. 利用 ANSYS 网格划分解决方案增强仿真功能
HyPerComp Inc. 是一家为国防、能源和商业产品设计开发高性能计算技术的公司，在精确模拟控制物理现象的各种线性和非线性过程方面面临着重大挑战。该公司的工作涉及复杂的、多学科的物理过程，高质量的网格是这些模拟的关键必要条件。该公司通常会收到 IGES 格式的几何图形，然后将其导入到他们的系统中。然而，现有流程效率不够高，公司需要一种能够提供适合最苛刻的高阶求解器的高质量网格的解决方案。
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