技術特點

1.公共的數據模型，共同的框架

目前用(yòng)于工(gōng)程分析的CAE軟件很(hěn)多，無論是結構，流體，噪聲，電磁，還是多體動力學和(hé)控制方面，都有相應的分析軟件，由于各自(zì)平台的差異，需要分散建立各學科的CAE模型。相比将多個獨立的仿真工(gōng)具捆綁在一起分析的方法，多學科技術可以減少50%的仿真時(shí)間，這(zhè)主要是因爲用(yòng)戶現(xiàn)在可以工(gōng)作(zuò)在一個公共的數據模型上(shàng)來(lái)完成各類仿真。由于基于系統級的公共模型同時(shí)對(duì)多個學科的物理(lǐ)過程進行了(le)表述，因此多學科技術允許所有的設計(jì)人員從(cóng)通用(yòng)的模型中調用(yòng)數據。但(dàn)這(zhè)并不意味着所有學科都用(yòng)完全一樣的模型，而是意味着能(néng)夠從(cóng)一個模型中提取出所需的載荷和(hé)約束來(lái)完成各類仿真。多學科技術根據相互耦合的學科類型來(lái)決定分析是同時(shí)的、集成的、交叉的還是松散的耦合。而且多學科技術還可以擴展功能(néng)，使用(yòng)統一的用(yòng)戶子程序，更加開(kāi)放(fàng)，更适合二次開(kāi)發。

2.多學科仿真

對(duì)于單個學科專家仍然要通過許多離散的分析步驟來(lái)手工(gōng)模拟仿真學科之間的複雜(zá)交互作(zuò)用(yòng)。這(zhè)樣必然會(huì)帶來(lái)信息傳輸的丢失、降低(dī)模拟的精度。工(gōng)程師有時(shí)還手工(gōng)傳遞計(jì)算(suàn)信息，或者将運動的信息作(zuò)爲靜态的信息來(lái)施加到(dào)系統中，這(zhè)個過程可重複性差，人爲錯誤也(yě)難以避免。多學科仿真是通過鏈式分析方法模拟多種物理(lǐ)場之間的相互作(zuò)用(yòng)。無論是線性、非線性、運動、CFD，還是顯式非線性動力學，多學科仿真允許多學科在求解器内核上(shàng)的集成仿真，而不是僅僅簡單地相互之間進行連接。它已完全超越傳統的多物理(lǐ)場系統，将多種學科進行深層次的鏈接/集成。

3.高(gāo)性能(néng)計(jì)算(suàn)

10年前，我們還在還在爲CAE分析模型規模的限制找各種簡化的方法，而現(xiàn)在，進行上(shàng)千萬自(zì)由度有限元模型的線性，振動，噪聲，非線性分析已經是很(hěn)平常的一件事(shì)情。MSCNastran運行性能(néng)針對(duì)64位的超級計(jì)算(suàn)機平台進行了(le)專門(mén)的優化，複雜(zá)的、超大(dà)大(dà)的模型仍可以通過多個64位處理(lǐ)器并行計(jì)算(suàn)而得以仿真。MSC Nastran進行了(le)算(suàn)法優化以充分利用(yòng)并行和(hé)64位計(jì)算(suàn)結構的革新帶來(lái)的好(hǎo)處，以便于快(kuài)速地得到(dào)極其複雜(zá)工(gōng)程問題的準确結果。優化了(le)在64位超級計(jì)算(suàn)環境中的運行性能(néng)後，MSC Nastran既可以做簡單的線性靜力分析，也(yě)能(néng)夠做數百萬自(zì)由度的極其複雜(zá)的瞬态非線性分析。如圖所示的發動機模型，共有2千4百萬個自(zì)由度，在小(xiǎo)型機上(shàng)運算(suàn)，采用(yòng)新加的叠代求解器，不到(dào)50分鐘(zhōng)即可求解一個線性靜力載荷工(gōng)況。

4.實現(xiàn)多學科優化

MSC Nastran的優化功能(néng)具有尺寸、形狀、拓撲、形貌等優化能(néng)力以及組合優化能(néng)力，可以提高(gāo)整個設計(jì)效率并預測産品全生命周期内的性能(néng)。MSC Nastran獨特的優化序列能(néng)夠綜合考慮各種工(gōng)況，例如靜力、屈曲、動力學、NVH、内外(wài)噪聲等，進行魯棒性優化設計(jì)。

◆ 有效的優化技術- 尺寸，形狀，拓撲，形貌和(hé)拓撲優化

◆ 在優化中可以定義粘接接觸

◆ 可以集成自(zì)己的優化算(suàn)法

◆ 非線性優化

◆ 随機仿真功能(néng)

◆ 設計(jì)響應跨越多學科，同時(shí)訪問尺寸，形狀和(hé)拓撲優化的高(gāo)級系統優化

産品介紹

       nastran是美(měi)國國家航空(kōng)航天局(National Aeronautics and Space Administration，簡稱NASA，又稱美(měi)國宇航局)爲适應各種工(gōng)程分析問題而開(kāi)發的多用(yòng)途有限元分析程序。這(zhè)個系統稱爲NASA Structural Analysis System，命名爲Nastran。20世紀60年代初，美(měi)國宇航局爲登月需要，決定使用(yòng)有限元法開(kāi)發大(dà)型結構分析系統，并能(néng)在當時(shí)所有大(dà)型計(jì)算(suàn)機上(shàng)運行。MacNeal及Scherndler(即MSC公司創始人)是開(kāi)發小(xiǎo)組主要成員。Nastran程序最早在1969年通過COSMIC

(Computer Software Management and Information Center)對(duì)外(wài)發行，一般稱爲COSMIC Nastran。之後又有各種版本的Nastran程序發行，其中以MSC公司所開(kāi)發的MSC Nastran程序用(yòng)戶最爲廣泛。長期以來(lái)MSC Nastran已成爲标準版的Nastran，是全球應用(yòng)最廣泛的分析程序之一。

爲了(le)迎合企業準确充分地模拟産品真實性能(néng)的需求，結合當今計(jì)算(suàn)方法、計(jì)算(suàn)機技術的最新發展，從(cóng)2001年以來(lái)，MSC公司投入了(le)大(dà)量的研發力量進行多學科技術的研發，在2006年成功發布了(le)新一代的多學科仿真工(gōng)具MD Nastran。在繼承原有MSC Nastran強大(dà)功能(néng)的基礎上(shàng)， 陸續集成了(le)Marc、Dytran、Sinda、LS-Dyna 以及Actran等著名軟件的先進技術，大(dà)大(dà)增強了(le)Nastran在高(gāo)級非線性、顯式非線性、熱分析、外(wài)噪聲分析等方面的功能(néng)。

2012年，MD Nastran和(hé)原先的MSC Nastran合并，統一名稱爲MSC Nastran。

通過提供極限的并行設計(jì)仿真能(néng)力，MSC Nastran使企業能(néng)夠：

◆ 産品更快(kuài)速投放(fàng)市場—快(kuài)速透徹了(le)解整個設計(jì)性能(néng)，能(néng)夠使設計(jì)環節速度更快(kuài)和(hé)使整個方案時(shí)間縮短50%以上(shàng)。

◆ 更低(dī)的制造成本— 在設計(jì)過程中更早地了(le)解設計(jì)産品的性能(néng)，從(cóng)而能(néng)夠在設計(jì)獲批準之前發現(xiàn)和(hé)修改缺陷。同時(shí)，能(néng)夠更早地确定可加工(gōng)性、優化制造環節時(shí)間、減少材料餘量和(hé)防止不必要設備的投資。

◆ 提高(gāo)分析效率— 對(duì)共同分析數據模型的支持，避免了(le)在不同學科仿真之間手工(gōng)傳遞信息和(hé)數據。

◆ 改善産品質量和(hé)降低(dī)維護成本— 通過對(duì)多學科之間複雜(zá)交互作(zuò)用(yòng)的準确描述，MSC Nastran仿真結果更準确地反映了(le)真實結果，消除了(le)使用(yòng)過程中意想不到(dào)的操作(zuò)錯誤。

MSC Nastran多學科技術在仿真時(shí)支持多種學科之間的交互作(zuò)用(yòng)和(hé)耦合效應，無論是線性、非線性、運動學，還是顯式動力學，MSC Nastran都能(néng)夠讓多種學科一起工(gōng)作(zuò)，從(cóng)而準确地、适時(shí)地在多學科之間提供正确的工(gōng)程和(hé)力學反饋。

功能(néng)模塊

MSC Nastran Base 基本包

MSC Nastran Basic 基本模塊

MSC Nastran Connectors 連接單元

MSC Nastran Adams Integration 與Adams集成接口

MSC Nastran Linear Contact 線性接觸

MSC Nastran Linear Structures Package 線性結構包

MSC Nastran Basic 基本模塊

MSC Nastran Connectors 連接單元

MSC Nastran Adams Integration 與Adams集成接口

MSC Nastran Linear Contact 線性接觸

MSC Nastran Dynamics 動力學模塊

MSC Nastran DMAP 語言

MSC Nastran Heat Transfer 熱傳分析

MSC Nastran SMP 共享内存的并行分析

MSC Nastran Dynamics Design Analysis Method(DDAM) 動力學設計(jì)分析方法

MSC Nastran Acoustics 内聲場模塊

MSC Nastran Superelements 超單元

MSC Nastran Nonlinear 非線性模塊

MSC Nastran LS Productivity Bundle

MSC Nastran 線性結構包

Patran Basic

Patran Exchange

MSC Nastran Structures Package 結構包

MSC Nastran Basic 基本模塊

MSC Nastran Connectors 連接單元

MSC Nastran Adams Integration 與Adams集成接口

MSC Nastran Linear Contact 線性接觸

MSC Nastran Dynamics 動力學模塊

MSC Nastran DMAP 語言

MSC Nastran Heat Transfer 熱傳分析

MSC Nastran SMP 共享内存的并行分析

MSC Nastran Dynamics Design Analysis Method(DDAM) 動力學設計(jì)分析方法

MSC Nastran Acoustics 内聲場模塊

MSC Nastran Superelements 超單元

MSC Nastran Nonlinear 非線性模塊

MSC Nastran Implicit Nonlinear(SOL600) 隐式非線性(SOL600)

MSC Nastran Implicit Nonlinear Marc Translator(SOL600)Marc轉換器

MSC Nastran Implicit Nonlinear Shape Memory Materials(SOL600)隐式非線性形狀記憶合金(jīn)

MSC Nastran Implicit Nonlinear Hemi Cube View Factors(SOL600) 隐式非線性半立方視(shì)角系數

MSC Nastran Design Optimization 設計(jì)優化

MSC Nastran Multi-Model Optimization 多模型優化

MSC Nastran ACMS 自(zì)動部件模态綜合法

可選學科包

MSC Nastran Dynamics 動力學模塊

MSC Nastran MD Implicit NL Package MD隐式非線性包

MSC Nastran Advanced Nonlinear(SOL400) 高(gāo)級非線性(SOL400)

MSC Nastran Advanced Thermal (RC Network) 高(gāo)級熱分析模塊

MSC Nastran Advanced Acoustics(EFEA/EBEA) 高(gāo)級聲學模塊

MSC Nastran MD Explicit NL Package (2 coresincluded) 顯式非線性包

MSC Nastran LS-DYNA Translator LS-DYNA轉換器

MSC Nastran Explicit Nonlinear(SOL700) 顯式非線性(SOL700)

MSC Nastran Explicit Nonlinear(SOL700) Multi-Processor 2-CPU顯式非線性并行2-CPU

MSC Nastran MD Explicit NL Package (35 coresincluded)

MSC Nastran LS-DYNA Translator LS-DYNA轉換器

MSC Nastran Explicit Nonlinear(SOL700) 顯式非線性(SOL700)

MSC Nastran Explicit Nonlinear(SOL700) Multi-Processor 35-CPU 顯式非線性并行35-CPU

MSC Nastran MSC Explicit NL Package (500 coresincluded)

MSC Nastran LS-DYNA Translator LS-DYNA轉換器

MSC Nastran Explicit Nonlinear(SOL700) 顯式非線性(SOL700)

MSC Nastran Explicit Nonlinear(SOL700) Multi-Processor 500-CPU 顯式非線性并行500-CPU

MSC Nastran Implicit Nonlinear Package (2 coresincluded) 隐式非線性包

MSC Nastran Implicit Nonlinear(SOL600) 隐式非線性(SOL600)

MSC Nastran Implicit Nonlinear Marc Translator(SOL600)Marc轉換器

MSC Nastran Implicit Nonlinear Shape Memory Materials(SOL600) 隐式非線性形狀記憶合金(jīn)

MSC Nastran Implicit Nonlinear Hemi Cube View Factors(SOL600) 隐式非線性形半立方視(shì)角系數

MSC Nastran Implicit Nonlinear Multi-Processor 2-CPU 隐式非線性并行2-CPU

MSC Nastran Optimization Package 優化包

MSC Nastran Design Optimization 設計(jì)優化

MSC Nastran Multi-Model Optimization 多模型優化

MSC Nastran Heat Transfer：傳熱分析

MSC Nastran Nonlinear：非線性模塊

可選模塊

MSC Nastran ACMS 自(zì)動部件模态綜合法

MSC Nastran Acoustics 内聲場模塊

MSC Nastran Advanced PFA 高(gāo)級PFA (Progressive FailureAnalysis)

MSC Nastran Aeroelasticity I 氣彈I

MSC Nastran Aeroelasticity II 氣彈II

MSC Nastran Dynamics Design Analysis Method(DDAM) 動力學設計(jì)分析方法

MSC Nastran Design Optimization 設計(jì)優化

MSC Nastran DMAP 語言

MSC Nastran Exterior Acoustics外(wài)噪聲分析

MSC Nastran Krylov Solver 求解器

MSC Nastran Multi-Model Optimization 多模型優化

MSC Nastran Superelements 超單元

MSC Nastran Rotordynamics 轉子動力學

可選HPC模塊

MSC Nastran DMP (Unlimited cores)分布式并行模塊

MSC Nastran GPU (unlimited cores) GPU支持模塊

MSC Nastran SMP (Unlimited cores) 共享内存并行模塊

可選 SOL 600 非線性HPC模塊

MSC Nastran Implicit HPC - 3rd through 4th core

MSC Nastran Implicit HPC - 5rd through 8th core

MSC Nastran Implicit HPC - 9rd through 16th core

MSC Nastran Implicit HPC - 17rd through 32th core

MSC Nastran Implicit HPC - 33rd and above

可選 SOL 700 非線性HPC模塊

MSC Nastran Explicit HPC - 3rd core

MSC Nastran Explicit HPC - 4th core

MSC Nastran Explicit HPC - 5th through 70th core

MSC Nastran Explicit HPC - 71st through 100th core

MSC Nastran Explicit HPC - 101st through 200th core

MSC Nastran Explicit HPC - 201st through 500th core

MSC Nastran Explicit HPC - 501st through 1000th core