Workbench项目管理是定义一个或多个系统所需要的工作流程的图形体现。一般情况下,项目管理中的工作流程放在Workbench图形用户界面的右边。
● 工具箱
● 项目原理图
● Workbench选项窗口
● Workbench文档管理
● 创建项目原理图实例
可以通过项目原理图中的工作流程运行多种应用,具体分为以下两种方式。
(1)现有多种应用是完全在Workbench窗口中运行的,包括项目原理图、材料属性管理与设计探索。
(2)非本地应用是在各自的窗口中运行的,包括Mechanical(formerly Simulation)、Mechanical APDL(formerly ANSYS)、ANSYS Fluent、ANSYS CFX等。
ANSYS Workbench 的工具箱列出了可以使用的应用程序和系统,用户可以通过工具箱将这些应用程序和系统添加到项目原理图中。图2-1所示的工具箱由4个子组组成,可以展开或折叠起来,也可以通过工具箱下面的“查看所有/自定义”按钮来调整工具箱中应用程序或系统的显示或隐藏。工具箱中4个子组的介绍如下。
图2-1 ANSYS Workbench 工具箱
分析系统:可用在示意图中的预定义的模板。
组件系统:可存取多种程序来建立和扩展分析系统。
定制系统:为耦合应用预定义分析系统(如FSI、thermal-stress等)。用户也可以建立自己的预定义系统。
设计探索:参数管理和优化工具。
注意
工具箱列出的系统取决于安装的ANSYS产品。
利用“查看所有/自定义”窗口中的工具箱自定义复选框,可以展开或闭合工具箱中的各项,如图2-2所示。
图2-2 工具箱显示设置
项目原理图是通过放置应用程序或系统到项目管理区中的各个区域,定义全部分析项目的。它表示了项目的结构和工作的流程,为项目中各对象和它们之间的相互关系提供了一个可视化的表示方法。项目原理图由一个个模块组成,如图2-3所示。
图2-3 项目原理图
项目原理图可以因要分析的项目不同而不同,可以仅由单一的模块组成,也可以是含有一套复杂链接的系统耦合分析或模型的方法。
项目原理图中的模块是将工具箱里的应用程序或系统直接拖动到项目管理界面中或直接在项目上双击载入的。
要生成一个项目,需要从工具箱中添加模块到原理图中形成一个项目原理图系统,一个项目原理图系统是由一个个模块组成的。要定义一个项目,还需要在模块之间进行交互。也可以在模块中单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择可使用的模块。可以通过一个模块实现下面的功能。
通过模块进入由数据集成的应用程序或工作区。
添加与其他模块间的链接系统。
分配输入或参考的文件。
分配属性分析的组件。
每个模块含有一个或多个单元,如图2-4所示,每个单元都有一个与它关联的应用程序或工作区,例如ANSYS Fluent或Mechanical应用程序。可以通过相关单元单独打开与之关联的应用程序。
图2-4 项目原理图中的模块
模块包含许多可以使用的分析和组件系统,下面介绍一些通用的分析模块。
使用工程数据模块可以定义或访问使用材料模型中的分析所用数据。双击工程数据的单元格,或在单元格上单击鼠标右键,从弹出的快捷菜单中选择“编辑”命令,以显示工程数据的工作区。可以在该工作区中定义数据材料等。
使用几何结构模块可以导入、创建、编辑或更新用于分析的几何模型。
(1)几何模型中的4类图元如下。
体(3D模型):由面围成,代表三维实体。
面(表面):由线围成,代表实体表面、平面形状或壳(可以是三维曲面)。
线:以关键点为端点,代表物体的边(可以是空间曲线)。
关键点(位于3D空间):代表物体的角点。
(2)从最低阶到最高阶,模型图元的层次关系为:关键点、线、面、体。
如果低阶的图元连在高阶图元上,则低阶图元不能删除。
模型建立之后,需要划分网格,这涉及以下4个方面:
(1)选择单元属性(单元类型、实常数、材料属性);
(2)设定网格尺寸控制(控制网格密度);
(3)在划分网格以前保存数据库;
(4)执行网格划分。
使用设置模块可打开相应的应用程序。设置包括定义载荷、边界条件等。也可以在应用程序中配置分析。应用程序中的数据会被纳入Workbench的项目中,其中包括系统之间的链接。
载荷是指加在有限单元模型(或实体模型,但最终要将载荷转换到有限元模型上)上的位移、力、温度、热、电磁等。载荷包括边界条件和内外环境对物体的作用。
在所有的前处理工作进行完后,要进行求解。求解过程包括选择求解器、对求解结果进行检查、求解的实施及解决求解过程中出现的问题等。
分析问题的最后一步工作是进行后处理,后处理就是对求解所得到的结果进行查看、分析和操作。结果模块为显示的分析结果的可用性和状态。结果模块是不能与任何其他系统共享数据的。
Workbench中的模块在运行的不同时期有不同的状态,了解和掌握模块的状态,对了解运行状态和及时发现错误有很大帮助。
无法执行:丢失上行数据。
需要注意:可能需要改正本单元或上行单元。
需要刷新:上行数据发生改变,需要刷新单元(更新也会刷新单元)。
需要更新:数据改变后,单元的输出也要相应地更新。
最新的。
发生输入变动:单元是局部刷新的,上行数据发生变化可能使其发生改变。
中断:表示已经中断的解决方案。此状态执行的求解器正常停止,这将完成当前迭代,并写一个解决方案文件。
挂起:标志着一个批次或异步解决方案正在进行。当一个模块进入挂起状态后,可以与项目的其他部分一起退出ANSYS Workbench或工作。
刷新失败,需要刷新。
更新失败,需要更新。
更新失败,需要注意。
链接的作用是连接系统之间的数据共享系统或进行数据传输。链接在项目原理图中的主要类型包括以下几种,如图2-5所示。
指示数据链接系统之间的共享关系。这些链接以方形终止。
指示数据的链接是从上游系统到下游系统。这些链接以圆形终止。
指示系统强制输入参数。这些链接连接系统参数设置栏,并通过箭头进入系统。
指示系统提供输出参数。这些链接连接系统参数设置栏,并用箭头指向系统。
表明设计探索系统的链接。它连接到项目参数。这些链接连接设计探索系统的参数设置栏,响应面(D)和响应面优化(E)与系统的连接如图2-5所示。
图2-5 项目原理图中的链接
利用“查看”菜单(或在项目原理图上单击鼠标右键),可以在Workbench 环境下显示附加的信息,并打开Workbench选项窗口,如图2-6所示。高亮显示“几何结构”模块,其属性会自动显示出来,此时可以查看和调整项目原理图中单元的属性。
图2-6 Workbench选项窗口
Workbench会自动创建所有相关文件,包括一个项目文件和一系列的子目录。用户应允许Workbench管理这些目录的内容,最好不要手动修改项目目录的内容或结构,否则会引起应用程序读取出错的问题。
在Workbench中,当保存一个项目及指定文件夹后,系统会在磁盘中保存一个项目文件(*.wbpj)及一个文件夹(*_files)。Workbench通过此项目文件和文件夹及其子文件夹来管理所有相关的文件。图2-7所示为Workbench生成的一系列文件夹。
Workbench 目录结构的解释如下。
dp0:设计点文件目录,这实质上是特定分析的所有参数的状态文件,在单分析情况下只有一个“dp0”目录。它是所有参数分析所必需的。
global:包含分析中各个模块中的子目录。图2-7中的“MECH”目录中包括数据库及Mechanical模块的相关文件。“global”目录内的“MECH”目录为仿真分析的一系列数据及数据库等相关文件。
图2-7 Workbench生成的一系列文件夹
SYS:包括项目中各种系统的子目录(如Mechanical、Fluent、CFX等)。每个系统的子目录都包含特定的求解文件。例如MECH的子目录有结果文件、ds.dat文件、solve.out文件等。
user_files:包含输入文件、用户文件等,这些可能与项目有关。
如需查看所有文件的具体信息,可在Workbench的“查看”菜单中选择“文件”命令,如图2-8所示,以显示一个包含文件明细与路径的窗格,如图2-9所示。
图2-8 “查看”菜单中的“文件”命令
图2-9 文件窗格
为了便于文件的管理与传输,Workbench 还提供了存档文件功能,存档后的文件为.wbpz格式。可用Workbench的“文件”菜单下的“存档......”
命令操作,如图2-10所示。选择存档文件的保存位置后,会弹出“存档选项”对话框,其内有多个选项可供选择,如图2-11所示。
图2-10 “存档......”命令
图2-11 “存档选项”对话框
项目原理图是用来进行Workbench的分析项目管理的,它通过图形来表示一个或多个系统所需要的工作流程。项目通常按照从左到右、从上到下的模式进行管理。
将工具箱里的“静态结构”模块直接拖动到项目管理界面中或是直接在项目上双击将其载入,结果如图2-12所示。
图2-12 添加“静态结构”选项
模块下面的名称处于修改状态,输入“初步静力学分析”作为此模块的名称。
在工具箱中选中“模态”模块,按住鼠标左键不放,向项目管理界面中拖动,将“模态”选项放到“初步静力学分析”模块第6行的“求解”中,如图2-13所示。
图2-13 可拖动到的位置
此时两个模块分别以字母A、B为编号显示在项目管理界面中,其中两个模块中间有4条链接,如图2-14所示,其中以方形结尾的链接为可共享链接、以圆形结尾的链接为上游到下游的链接。
图2-14 添加模态分析
单击“模态”模块左上角的倒三角形,弹出快捷菜单,在其中选择“重新命名”命令,如图2-15所示,将此模块的名称更改为“模态分析一”。
图2-15 选择“重新命名”命令
右击“初步静力学分析”模块第6行的“求解”栏,在弹出的快捷菜单中选择“将数据传输到‘新建’”→“模态”命令,如图2-16所示。另一个模态分析模块将被添加到项目管理界面中,将其名称更改为“模态分析二”,结果如图2-17所示。
图2-16 新建模态分析模块
图2-17 添加“模态分析二”模块
下面列举项目原理图中需注意的地方。
分析流程模块可以通过右键快捷菜单进行删除。
使用转换特性时,将显示所有可能的转换(上行转换和下行转换)。
高亮显示系统中的分支不同,打开的快捷菜单也会有所不同,如图2-18所示。
图2-18 不同的快捷菜单