GT-SUITE 多物理系統模擬軟體｜產品簡介

 

為什麼選擇 GT-SUITE？

GT-SUITE是業界領先的模擬工具，其功能和資料庫適用於各種應用和行業。

它為工程師提供從快速概念設計到詳細系統或子系統/元件分析，設計優化和根本原因調查的功能。

 

GT-SUITE 提供兩種類型的許可包：

• GT-SUITE：包含所有庫和功能。 GT-SUITE 是設計和分析整個車輛系統的理想選擇，是具有成本效益的包裝組合。

• GT-POWER：業界領先的發動機模擬套件，具有詳細的氣缸模型和燃燒分析。

 

此外，還提供附加功能選項以進行加購：

• GT-AutoLion：處理鋰離子電池中的電化學工藝的功能。 AutoLion 電池型號可直接與 GT-SUITE 的電氣和熱區域型號集成。

• GT-AutoLion 3D：能夠並行使用 AutoLion 電池模型，以三維和預測的方式研究電池中的電化學過程，以確定電池的性能、容量和使用壽命。

• GT-PowerForge： 一種工具，用於從設計早期階段開始，支援電源轉換器設計優化，包括選擇設備使用的設備、高精度估計效率、成本和功率損耗。

• GT-FEMAG：用於性能預測的二維電磁場分析工具，可從電機的上游設計中獲得。

• GT-3DMBD：用於使用 3D 高級機械功能的特殊許可證。 有三種類型的許可證：動態動態（車輛）、齒輪和高級三葉體（彈性流體潤滑）。

• GT-POWER-xRT・GT-SUITE-RT：通過MiL/SiL/HiL使用模型的功能，可以在HiL上實時計算。

• GT-Automation：一種企業功能，允許您編寫 Python 代碼並對 GT 模型進行程式設計，以減少工時。

• GT-TAITherm：GT-SUITE 中捆綁的特殊版本的 TAITherm 可快速執行 3D 客艙舒適性預測和排氣管熱危害預測。

• GT-RealDrive：在真實世界路線上實現車輛行駛類比的功能，同時考慮交通擁堵、交通信號和限速。

• GT-CONVERGE：與 GT-SUITE 捆綁的功能有限版，作為僅 GT-CONVERGE 的關聯功能，可以進行共軛傳熱分析。

• Advanced Combustion Toolset：是一組用於燃燒分析的生產力工具，可提高模型保真度並加快計算時間。

• GT-Linearization：在控制開發中的工廠應用中線性化 GT-SUITE 模型的功能。

 

GT-SUITE 是一個多功能的多物理場平臺，由多個庫組成：

• 流動庫（任何流體、氣體或液體或混合物）
• 聲學庫（非線性和線性）
• 熱庫（集中系統、有限元分析）
• 機械庫（運動學、多體動力學、頻域分析）
• 電氣和電磁庫（電路、機電設備）
• 化學庫（化學反應）
• 控制庫（信號處理）
• 內置 3D CFD 和 3D FE（熱和結構）

 

 

 

GT-SUITE 套裝軟體內置了各種提高工作效率的工具，不需要額外費用。

這些工具極大地方便了使用者，是GT-SUITE的優勢之一。

• GT-ISE：構建模型的介面工具
• GT-POST：GT-SUITE專用的後處理介面工具（結果的圖表化、等高線圖、動畫視圖等，還可實現實驗數值的比較）
• DOE/優化：多種DOE和優化演算法，不需要第三方軟體，就可以滿足日常工程需要
• DOE-POST：基於實驗設計方法的計算結果（回應曲面）進行優化
• Distributed computing：將大規模計算分配給多個計算機執行
• Neural-Network：利用神經網路學習複雜模型的計算結果，自動生成高速高精度模型
• GEM3D：將CAD3D模型轉化為GT-SUITE模型
• COOL3D：生成發動機艙熱交換器和風扇配置情況的模型
• VT-Design：可視化設計凸輪形狀及閥門系統的工具
• GT-TAITherm：三維複雜幾何的熱輻射分析
• 分析結果將被記錄在MySQL資料庫
• 可與三維CFD軟體如CONVERGE、STAR-CD、STAR-CCM+、ANSYS FLUENT等實現耦合
• 可實現與控制系統軟體Simulink（MathWorks公司）的耦合
• 可利用使用者子程式開發定製模型

 

無縫地調整模型保真度

GT-SUITE提供從0D到3D計算的模型解析度。

在單個模型環境中，用戶可以調整任何給定任務的保真度。

例如，使用集總電池模型進行驅動迴圈分析，或使用具有3D FE熱離散化的電池水準模型，以便在加速事件期間識別局部熱點。

 

DOE (實驗設計) 和 最佳化

GT-SUITE包括內建最先進的數據分析和優化功能，使用戶能夠研究各種設計參數對模擬系統性能的影響，並最終設計出最佳系統。

這些功能包括具有最先進的確定性和遺傳優化演算法的直接優化器，以及從實驗設計（DoE）生成到元模型創建，變異和靈敏度分析以及間接優化的完整工作流程。

 

基於 CAD 的建模

GT-SUITE 包含 GEM3D，這是一個前處理器，可用於參數化生成 CAD 幾何圖形或從各種檔案格式導入它並準備進行模擬。

GEM3D可以處理流量系統（例如管道，熱交換器，引擎蓋模組，駕駛室），多體機械系統，電化學系統（燃料電池和電池）。

它還可以生成或導入熱和機械有限元網格，以便分別為詳細的3D熱或柔性體動力學準備模型。

GEM3D是基於CAD的建模和模擬的絕佳推動者，可提高生產力，改善數據管理並促進數位線程的連續性。

 

分散式計算

GT 提供快速、可擴展且安全的分散式計算功能。它滿足了大型設計研究的需求，如DoE、優化研究、根本原因分析和變異分析，並確保快速生成結果。

 

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車輛工程模擬｜解決方案介紹

 

一、發動機性能分析

• 換氣過程：系統壓力、溫度分佈、流量分佈

• 燃燒：韋伯模型、柴油發動機DIPluse模型，汽油發動機SITurb模型，SITurb可進行爆震趨勢預測

• 渦輪增壓器：穩態或瞬態增壓器匹配分析，多個壓縮機與渦輪機的組合

• 溫度場分析：進排氣管路、活塞、缸蓋、缸體溫度等部件

• 其他：曲軸機構的特性、噴油規律分析

• 排放：通過三元催化器模型，可分析排放物轉換效率

• 柔壁管：考慮流體力學與彈性力學的耦合

• 雜訊：可分析排氣噪音、傳遞損失、插入損失等

• 前處理工具：GEM-3D可從CAD數據（STL數據）讀取複雜的消音器，還可以直接建立一維模型

• 分析管壁溫度變化時，利用隱式解法來縮短計算時間

 

二、車輛性能分析

• GT-DRIVE+基於導航式工作流，可快速搭建不同架構車輛模型，包括純電動、不同形式的混合動力模型

• 內置駕駛員、狀態機等控制模型控制車輛的發動機、電機、電池、燃料電池變速箱、剎車，分析車輛動力經濟性

• 支援靜力學分析、運動學分析、換檔線生成及優化

• 支援所有曾經的混合動力模式、支援特種車輛類比

• 關於發動機性能，有發動機性能map（1級）、平均值氣缸或FRM（快速運行模型）（2級）、從進氣到排氣完整的模型（3級）（與GT-POWER完全耦合，使用GT-SUITE許可證）共三級模型供使用者使用

• 可導入實際路況，將坡度、環境溫度、壓力及風速等設為時間、行駛距離的函數，還可考慮道路擁擠程度、紅綠燈等資訊，支援RDE迴圈

• 可與熱管理系統、空調系統、三電系統模型集成，形成整車能量管理分析平臺

 

GT-SUITE 的技術如何幫助實現凈零排放？

 

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熱管理性能分析

 

一、熱管理：發動機與冷卻空調系統

• 評估熱管理/空調系統的整體穩態及瞬態性能，包括熱泵空調、二氧化碳空調類比

• 換熱元件部件規格的選定，包括散熱器、冷凝器、蒸發器、壓縮機、膨脹閥、水泵風扇等

• 動力艙前處理工具，可考慮各換熱元件之間的位置影響，各熱管理系統之間的影響，進行動力艙位置優化

• GEM3D前處理工具可快速離散發動機、電機、電池，實現換熱元件擬三維溫度場分析及優化

• 內置TAITherm乘員艙熱舒適性類比工具，實現空調系統從動力艙-乘員艙的全系統類比

• 與整車行駛系統模擬集成，實現真正意義的整車能量管理

• 根據車輛行駛條件在計算發動機功率、扭矩的同時輸出散熱量，作為發動機冷卻系統的熱源

• 可設定可變閥門直徑及孔口阻力等多種非定常條件

• 可將發動機冷啟動的影響因素加入分析

 

二、熱管理：電池性能分析

• 電池熱分析是一維和三維的協同分析

• “功能性”和“高保真”兩個方面的要求

• 電池的設計，盡量滿足均勻溫度分佈

• 預測電池瞬態行為（冷卻/預熱）

• 分析電池熱失控過程中的熱傳播

 

三、熱管理：電機性能分析

• 電機熱分析是一維和三維的協同分析

• “功能性”和“高保真”兩個方面的要求

• 分析冷卻狀況有助於改進系統效率

• 所有負載條件下的安全端部繞組操作

• 預測穩態和瞬態工況下的運行狀態（冷卻/預熱）

• 以減輕電機重量為目標的不同材料的熱回應

 

 

 

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流體系統性能分析：燃料噴射/潤滑

• 可採用多種泵，包括柱塞泵、齒輪泵

• 軸承模型可以進行機械和流體耦合運算

• 可將管路表面溫度條件設定為定常或非定常

• 考慮管路多層構造及外部對流輻射的影響

• 可任意設定溫度、壓力等燃料噴射外部條件

• 可將閥門、噴孔等的直徑設定為非定常

• 針閥動力學性能考慮到流體力、彈性力的影響

• 燃料的物理性質，考慮純液體及其與空氣混合、穴蝕現象等的影響

• 考慮壁面柔度，可分析當時壁面運動和容積變化

 

液壓系統與燃油噴射：

 

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多體動力學：凸輪及閥門機構性能分析

• 配氣機構性能分析

• 設計氣門升程曲線

• 運動學分析

• 准靜態分析

• 動力學分析

• 對於多缸發動機，考慮凸輪軸的扭轉及彎曲

• 彈簧震動、液壓系統瞬態流量

• 可與發動機曲軸系統、熱力學模型集成

• 對凸輪/挺桿的碰撞、接觸應力、摩擦力、油膜厚度、接觸變形、接觸面積等接觸問題進行詳細分析

• 凸輪形狀設計，由多項式描述的多個區段的多項式構成，用戶可指定多項式的次數、區段數，以及各區段間速度、加速度、急加速的連續性、限制條件等參數

 

 

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