熱管理專用軟體

GT-SUITE 多物理系統模擬軟體

GT-SUITE是由美國Gamma Technologies公司開發的多物理場模擬分析系列套裝軟體。 主要應用於車輛行駛系統分析、熱管理系統分析、空調系統分析、鋰電池/燃料電池電化學分析、發動機模擬分析、多體動力學分析等領域。 除汽車行業外,在航空航太、家電等行業也取得了良好的應用效果。 在競爭激烈的工業應用領域,使用GT-SUITE系列軟體可以明顯地縮短設計開發週期、降低研發成本。

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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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