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CD-adapco:走向多学科仿真及优化设计

—— 访CD-adapco公司全球高管

2015年6月17日     来源:e-works        作者:e-works  赵栋       
关键字:CD-adapco   STAR-CCM+  多学科仿真及优化  
2015年5月25日-26日,由CD-adapco China举办的“STAR 2015中国用户大会”在上海隆重召开。大会期间e-works记者对CD-adapco公司全球高管进行了采访,他们介绍了CD-adapco公司的成功经验、发展战略,以及多学科仿真和设计优化技术的发展趋势。
    2015年5月25日-26日,由CD-adapco China举办的“STAR 2015中国用户大会”在上海隆重召开。CD-adapco全球高管携技术团队近30名CFD权威专家来到中国,围绕“多学科仿真•优化设计”(即Multi-disciplinary Design Exploration,MDX)的主题为与会嘉宾呈现了近70场精彩的技术报告,探讨工程仿真技术在各行业应用的最新进展,以及在各工业品的产品研发、缩减开支和实现创新过程中的解决方案。
    大会期间e-works记者对CD-adapco公司全球产品开发副总裁Jean-Claude Ercolanelli先生、业务发展副总裁Deryl Snyder先生、振动声学和气动声学事业部副总裁Philip Shorter先生、内燃机事业部副总裁Richard Johns 先生、中国区总经理刘俊先生以及Red Cedar公司总裁Bob Ryan先生进行了采访,他们介绍了CD-adapco公司的成功经验、发展战略,以及多学科仿真和设计优化技术的发展趋势。
 
    e-works:STAR-CCM+这款软件从问世到如今只有十年时间,这样一款软件在如此短的时间里能够迅速取得市场领先地位,您有哪些成功的经验可以进行分享?
    Jean-Claude Erolanelli:STAR-CCM+的成功源自多方面因素,从软件本身来看,STAR-CCM+是一个完整的多学科仿真解决方案,能在一个界面下通过一个许可证,求解并优化涉及流体、结构、粒子、声学、热学、电磁等多物理问题。STAR-CCM+采用客户端-服务器架构,使其拥有大规模、灵活的并行计算能力,用户也能在STAR-CCM+平台上无缝集成现有流程和新的应用程序。STAR-CCM+采用JAVA宏和模拟辅助功能,自动执行CAE模拟工作流,提高仿真效率。这些是软件本身的优势。
    CD-adapco也有独特的客户支持模式,我们以原厂商身份在各国设立子公司和办公室,以便仿真技术和行业专家更直接高效地服务于客户。在线上针对用户的知识门户“Steve Portal”中积累大量技术文章以及视频文件、演示案例等,需求反馈平台“Idea Storm”可以收集用户对软件的真实需求及建议,其中大部分将在后续软件版本更新中得以快速实现。
    先进的软件与独特的客户支持模式共同造就了CD-adapco和STAR-CCM+的成功,为了保证软件的先进性,STAR-CCM+从2006年诞生开始,每年保持3个主要版本的更新频率,少有其他厂商能做到这一点。最新的STAR-CCM+ V10.02版本中就包含了前后处理、物理模型、优化设计、与其他CAE工具的耦合方面的多项功能改进,今年的后续两个版本中将要推出的重点功能包括CSM(Computational Solid Mechanics)求解器,这将成为STAR-CCM+迈入多学科仿真领域的又一里程碑式的进步。
    在软件开发方面,我们采取了一种平衡的策略,满足用户对软件的真实需求,同时洞察并引领仿真技术发展趋势,两者兼顾。我们每年通过线上线下方式收集上千条来自用户对软件的真实需求及建议,满足用户需求能提高用户满意度,促进销售业绩的持续增长,最新的满意度调查显示93%的用户对CD-adapco的产品和支持感到非常满意。洞察并践行未来仿真技术的发展趋势则是保持CD-adapco不断进步的根本,我们有一个专门的团队来进行产品开发决策,比如未来一段时间内应该聚焦于哪些新应用程序的开发,哪些新物理模型需要添加到软件中。有一种厂商是“客户驱动型”,只通过听取客户意见来改进软件,还有一种厂商是“驱动客户型”,引导用户对软件的功能需求,CD-adapco的策略是在这两种模式中找到平衡。
 
    e-works:在过去十年中,CD-adapco公司从相对单一的汽车行业的引领者,向多个行业进行拓展。CD-adapco公司如何能够做到在继续领跑汽车行业CAE仿真的同时,又取得其它如船舶、航空、石油天然气等行业的成功?
    Deryl Snyder:仿真技术在发展早期就得到了汽车行业的信任与重视,仿真技术帮助企业缩短汽车开发周期,让企业在相同时间内能做更多事情,而商用仿真软件也逐渐取代汽车企业内部开发的仿真程序。汽车行业的流体分析需求以复杂化和多样性为特征,且有严格的周期要求。CD-adapco之所以能在汽车行业占据领先地位,是因为能够准确、快速、灵活的仿真汽车内部及周围各种流动过程。
    在向船舶、航空、化工等其他行业拓展的进程中,首先我们相信自己的产品,然后我们引进了来自这些行业的优秀人才,他们加入CD-adapco之前就已经拥有了丰富的行业仿真经验,他们将这些经验也带入到CD-adapco。一些关键的产品开发决策也来源于各行业用户的建议,他们了解该行业的特殊性,这也推进我们在其他行业的发展。此外我们还有专门的研究分析团队,提供在其他行业的发展决策。
 
    e-works:本次大会的主题是“多学科仿真•优化设计”,这也是CD-adapco倡导的仿真愿景。STAR-CCM+是如何实现多学科仿真和优化设计的?
    Jean-Claude Erolanelli:这得益于Red Cedar,几年前我们就与Red Cedar公司建立了战略合作关系,Red Cedar是业内最佳的程序自动化和多学科设计优化软件HEEDS的开发者,我们将其嵌入到STAR-CCM+软件平台,使得用户可以借助STAR-CCM+定义多学科工程分析流程,进行设计探索和优化。将设计和优化融入仿真中有助于在设计初期阶段对产品设计进行优化,使CAD模型导入阶段与方案优化直接联系起来,带来更高效的流程。
    对于用户来说很重要的一点就是HEEDS可以帮助他们建立STAR-CCM+与其他多物理场工具之间的接口,满足用户更全面的多学科仿真需求,完善多学科仿真流程。目前基于STAR-CCM+的MDX(Multi-disciplinary Design Exploration)已经能帮助用户进行涵盖流体、结构、粒子、声学、热学、电磁等领域的多学科仿真和优化设计。
 
    e-works:您能谈谈多学科仿真及优化设计对工业界能够真正起到多大的作用吗?尤其在中国这样一个工业基础相对较薄弱,大多数公司还无法将模拟真正纳入产品开发周期的工业背景下,您认为优化设计产品能够在哪些方面发挥作用,并最终推动中国工业界的产品研发和产品创新?
    Bob Ryan:最初计算机工程仿真应用只是为了得到与物理测试类似的结果,如果能取代物理测试,企业就能减少需要建立的物理原型,这为企业节省了时间和资金成本。仿真技术已经成功做到了这点,但是我们还可以从建立的仿真模型中获得更多有价值的东西。与物理测试相比,通过多学科优化设计,企业可以借助仿真模型预测未来更多的可能性,以更简单的方式得到最优设计方案来得到产品的最佳性能。现在企业研发产品时更有策略性,对仿真价值认识更加清晰,仿真不仅仅是替代物理测试,它也刺激了成本更低却更具创新性的产品产生。
    虽然中国企业仿真基础还不够强,也缺乏丰富的仿真经验,但是已经有成熟的多物理场仿真和多学科优化设计解决方案供中国企业使用,这也是一种优势。而且我们也会将全球先进企业的成功经验和最佳实践源源不断地带到中国。
 
    e-works:在CFD领域中,有一个是很多人都关心和关注的问题,那就是噪声问题。我了解到CD-adapco公司在噪声模拟中,也做了大量的努力,甚至在已有气动噪声模拟工具的基础上开发了气动-振动噪声模块。然而,在模拟精度、模拟所需计算代价方面,这都是一个难题。能否详细介绍一下目前噪声模拟的现状,CD-adapco公司如何将噪声模拟问题合理的纳入工程设计中?
    Philip Shorter:总体来看,我们有很多客户用CD-adapco的CFD软件进行热管理、空气动力学分析等,声学分析也是倍受关注的应用领域之一。随着产品竞争日趋激烈,消费者对产品各方面的品质要求也越来越高,声音品质成为区别于其它产品的重要因素之一,比如乘坐汽车、飞机时乘客希望最安静舒适的环境,而噪声将严重影响乘客体验,对要对噪声进行分析优化。
    过去很长一段时间内,企业只能通过物理测试来描述、分析并优化产品的噪声,大量的物理测试会增加产品开发的时间成本和资金成本。随着CFD软件技术和计算机计算能力的进步,企业开始使用CFD技术进行噪声模拟分析。CD-adapco从2004年发布第一个版本的STAR-CCM+起,就在不断发展声学分析团队,先进软件功能不断增强,计算机计算性能更是以前无法比拟的,因此企业已经具备充足的条件进行声学分析。目前,STAR-CCM+已经能进行涉及快速傅里叶变换、宽频噪声源、声学传播模型、波数分析的气动声学分析。
    我们也会帮助企业客户将声学分析纳入到产品研发流程中,比如在典型的汽车企业里一般设有整车空气动力学分析团队,负责汽车整体的流体分析。此外也有NVH分析团队,负责优化车体结构设计来确保振动噪声最小化,这两个团队之间交流很少,我们会扮演桥梁角色来促进两者的流程衔接与协作,完善声学分析流程,共同预测汽车运行时何时、如何产生噪声并进行相关的优化,其中会涉及到复杂汽车车体、侧门、发动机、传动等各系统的设计人员和空气动力分析人员,在航空、电器等其他行业也是如此。
 
    e-works:过去一段时间,以STAR-CD为代表的产品引领了内燃机模拟的技术趋势,并在相当长的时间内占领了这一块市场。然而,最近几年CD-adapco公司的内燃机模拟方案似乎受到了极其严峻的市场挑战,CD-adapco目前是如何应对的,对未来在内燃机领域的竞争您抱有什么样的愿景?
    Richard Johns:每一家公司每时每刻都面临着竞争,这并不值得担忧,重要的是如何在市场中保持领先地位,如果你足够了解CD-adapco的话,你就可以发现我们正在进行并将持续进行的投资来提高软件的先进性。比如在航空发动机领域我们参与了全球多项研究项目,寻求了全球许多院校和研究机构来帮助我们完善多物理场模型和仿真方案,理解在建造燃油喷射系统、汽油发动机模型时所涉及的复杂多物理场是非常困难的事情,因此我们对此进行研究,将复杂的模型直接纳入到我们的软件当中,方便用户直接高效使用。
    或许过去25年中我们在内燃机仿真领域最重要的决策是将内燃机仿真能力从STAR-CD 迁移到STAR-CCM+中,其他相关的所有应用程序也都集成在STAR-CCM+平台中。此后我们有一个庞大且有丰富经验的团队来不断提高STAR-CCM+在内燃机仿真领域的能力,并建立与其他软件的接口,这都是我们的竞争优势。现在市场上也有很多知名企业在为他们的软件做接口,来与STAR-CCM+进行集成,因为他们发现STAR-CCM+拥有更先进的仿真能力。
 
    e-works:目前CD-adapco在中国各行业市场发展现状如何?本土客户如何获得仿真技术的服务与支持?
    Jean-Claude Erolanelli:目前汽车行业的客户占我们中国市场约60%,我们也在努力拓展海洋产业,中国是目前全球船舶建造量第一的国家,海洋产业有着很好的发展前景,而仿真技术在这个领域的应用还不够成熟,这意味着CD-adapco的产品和技术将有充分的发展市场,过去几年我们也获得了很多订单。此外核能、油气、化工也是我们的强势行业。
    CD-adapco是一个全球性的公司,来自世界任何地方的用户都可以与CD-adapco每个员工取得联系获取帮助。无论是关于软件基本使用这种简单问题还是多物理场工程分析这种复杂问题,都可以在当地专门的技术支持工程师(DSE)帮助下得到快速解决,当然中国也是如此。此外我们还有全球技术支持团队和以及来自燃烧、涡轮机、船舶、汽车等领域的行业专家,他们是CD-adapco的全球支持资源。CD-adapco做了很大投资来将全球技术支持团队和行业专家资源引入中国,为中国客户分享全球最佳实践,与客户直接交流、解决实际的行业难题,这已经形成一种常规,足见CD-adapco对于中国市场和客户的重视。
 
    e-works:CD-adapco公司以原厂商身份进入中国进行直销,已经进入第三个年头,对未来三年、五年甚至更长的时间,如何将国外的成功经验复制到中国,协助中国CAE行业的快速发展,您是如何规划的?
    刘俊:与其他以代理商形式在中国开展业务的厂商相比,我们追求的是与客户进行双向的交流,这是一种不同的关系。或许如果我们以代理商形式在中国经营,代理商只关注销售业绩,而不注重与客户的双向交流,也不能及时得到客户的反馈。我们很幸运能以原厂商身份进入中国,可以更加直接有效地倾听中国客户对于软件的需求。
    全球的技术团队来到中国也可以更准确地理解中国仿真市场的发展方向,这帮助我们在开发软件的时候,将用户所需要的功能补充到我们的软件,来帮助本土客户持续在产品和技术上取得进步。
    此外我们在北京和上海设有办公室,有20多位来自中国本土的同事,他们与中国客户的交流更加频繁。他们理解中国用户最实际的仿真难题,也熟知全球的先进经验和知识,了解中国与国外先进水平的差距所在,可以通过全球资源的帮助来将国外先进技术和最佳实践传递到中国,帮助中国客户弥补差距,达到先进水平。
 
    前期新闻及采访阅读:
    http://www.e-works.net.cn/news/category913/news62259.htm
    http://news.e-works.net.cn/category10/news53678.htm
    http://articles.e-works.net.cn/CAE/Article113418.htm
    http://articles.e-works.net.cn/cae/article123303.htm
责任编辑:赵栋
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