仿真驱动创新 算法定义未来

From meshless CFD to multiscale analyses, our unique tool suite reveals the physics others miss

我们的客户

我们很荣幸与世界领先的一些公司合作过。

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Logo 采埃孚(ZF) 腓特烈港
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shonDy 基于粒子的 CFD 模拟软件在我们的油流模拟和搅拌损失分析中发挥了重要作用,使我们能够优化电力驱动的油冷却系统设计。 与其他基于粒子的 CFD 工具相比,shonDy 具有卓越的计算稳定性、更直观的工作流程以及显著更低的资源要求。 事实证明,它简化了我们的设计流程,缩短了产品上市时间。

张冰

系统性能开发工程师

电力驱动开发部

一汽大众技术研究院

案例教学

我们工作的真实案例。

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赛道油箱晃动

使用的产品
shonDy

燃油箱晃动是指部分充装的油箱内自由液面因急加速、制动、转弯及越过路缘而产生的振荡现象。在赛道上,这些瞬态载荷幅度大且突发性强,流动的燃油可能产生波浪、冲击箱壁并瞬间暴露取油口。这种"晃动"导致质量转移,对油箱壁面产生压力载荷,并存在取油口裸露的风险。在赛车运动中,即便是短暂的燃油供给中断,也可能导致动力迟滞、性能下降或机械损坏。为此,油箱通常配备隔板、缓冲壶或防晃泡沫,以抑制液面波动并确保取油口的可靠覆盖。仿真可帮助工程师预测燃油在赛道条件下的行为、评估抑制措施,并优化设计以同时兼顾性能与耐久性。本文所采用的仿真方法建立在此前经过验证的油箱晃动案例基础之上,进一步体现了 shonDy 在预测自由液面动力学方面的可靠性。 案例说明 本研究的驾驶工况基于一次在劳西茨环(Lausitzring)私人赛道测试中记录的加速度数据,该数据由相关方友情提供,专用于仿真研究。数据集通过保时捷赛道精准应用程序(Porsche Track Precision App)采集,代表一圈完整的行驶数据。 分析中采用了来自开源库的通用燃油箱模型,而非原车油箱,以便在不依赖专有几何信息的前提下专注研究晃动行为本身。在后续步骤中,对同一油箱分别增加了两种不同的隔板配置以及多孔介质设置,以模拟防晃泡沫: 固定隔板配置:在纵向和横向均加装了隔板,可直接对比有无传统抑制结构时的燃油运动。 翻板隔板配置:采用可动翻板作为动态屏障,进一步影响流动。该配置的详细几何结构与工作原理见以下小节。 防晃泡沫配置:在整个油箱几何体中加入多孔介质,影响流体运动。 无隔板油箱与固定隔板油箱的几何形状如下图所示。 .

工程服务

我们经验丰富的工程师随时准备帮助您应对工程挑战。

我们提供不同领域内的广泛工程服务。
  • 电力驱动系统的综合服务,从概念设计、仿真、测试到原型,以此连接虚拟和现实世界。
  • 通过模拟代替物理温度传感器,可以获得物理传感器无法测量的温度场。 数字孪生是通过电机预测模型实现的。
  • 透明壳体润滑测试。

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齿轮箱润滑:仿真与实验对比

齿轮箱中的飞溅润滑看似简单,但若要精确仿真,却绝非易事。齿轮高速旋转,润滑油四处飞溅,每一毫秒需要润滑的表面都在不断变化。自由液面持续碎裂、几何体运动以及流体物性的强敏感性三者叠加,正是传统基于网格的CFD方法力不从心之处,也是仿真方法的选择远比大多数工程师预期更为关键之处。 引言 本文将阐述其中的原因,分析飞溅润滑的物理机制对仿真方法的实际要求,并通过两项shonDy齿轮箱润滑研究的验证结果,展示在方法极限条件下的表现——包括润滑剂在25°C与-40°C之间的行为对比。 飞溅润滑难以仿真的物理根源 在飞溅润滑中,旋转齿轮浸入油池,通过将润滑油甩向轴承、油道和壳体表面来实现润滑。系统中没有专用泵送回路或受控射流,润滑油的分布完全取决于转速、油位、壳体几何形状以及工作温度下润滑剂的黏度。 仿真难题直接源于上述物理过程。齿轮与油池相互作用时,油面持续破碎。液滴形成后撞击壳体壁面,汇聚成油膜,再流回油底壳。因此,润滑油的相界面是一个高度瞬态、拓扑结构复杂的自由液面,在整个仿真过程中不断经历碎裂与重新汇合。与此同时,齿轮几何体处于旋转状态,计算域始终处于动态变化之中。 仿真需要具体预测的是:润滑剂能否到达轴承。这要求精确捕捉自由液面动力学过程——正是这一过程将润滑油输送至宽度仅数毫米的轴承腔入口通道。几何体的持续变化与流体相分布的持续变化相叠加,正是shonDy所采用的粒子法大显身手之处。 基于网格的CFD方法在此场景中的局限 有限体积法(FVM)CFD在固定域或缓慢变形域中的流动仿真已有成熟应用。当几何体发生旋转、自由液面经历大变形(包括碎裂)时,网格必须持续变形或定期重构以保持有效性。两种策略均会带来额外的计算开销,并在界面处引入近似误差。 齿轮箱飞溅润滑的具体难点在于:润滑油界面并非简单的平移或平滑变形,而是在齿轮齿面离开油池时撕裂,在润滑油落回油底壳时重新汇合。基于网格的流体体积(VOF)方法在固定网格上追踪该界面,对于适度的界面变形效果尚可,但随着碎裂程度加剧,近似误差也随之增大。通往轴承腔的狭窄通道(其中的流动由上方振荡油柱驱动)需要精细的局部分辨率,并需仔细处理通道入口附近的界面重构。 旋转几何体进一步加剧了上述难题。标准做法是在旋转区域与静止区域之间使用动网格或滑移界面,这不仅增加了设置复杂度,还在区域边界引入了插值误差。对于具有多个旋转轴及不同转速齿轮副的齿轮箱而言,这将成为一项不容忽视的建模决策。 飞溅润滑同时呈现上述三重挑战:持续碎裂的界面、旋转多体几何结构以及强黏度依赖性。关于粒子法与有限体积法CFD的通用对比,请参阅.

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八叉树网格与空间填充曲线(SFC)简介

在计算流体动力学(CFD)中,空间离散化——具体而言即网格生成与分区过程——对数值模拟的精度和效率起着至关重要的作用。网格定义了连续物理域如何被划分为离散控制体,并在其上求解控制方程。总体而言,工程应用中主要采用两类网格:结构化网格与非结构化网格。 结构化网格具有规则的拓扑结构,其中每个内部节点拥有数量和排列一致的相邻单元,通常构成六面体单元。这种均匀结构允许基于网格索引隐式定义节点连接关系,无需显式存储邻居信息。结构化网格由于单元质量较高且网格间距变化平滑,通常具有更高的数值精度和更好的收敛性。然而,针对复杂几何体生成结构化网格往往费时费力,需要大量人工干预,且在许多情况下需对原始几何体进行简化,以实现拓扑规则的网格。 相比之下,非结构化网格缺乏这种规则的连接模式。内部节点可能拥有数量不等的相邻单元,这些单元可以呈现多种形状,如四面体、棱柱、锥体或一般多面体。非结构化网格的灵活性使其能够对几何复杂的域实现自动网格生成,适用于涉及复杂边界或多个相互作用组件的仿真。然而,这种灵活性也带来了内存需求增加和计算开销增大的代价,因为在数值计算过程中必须显式存储并访问邻居关系。 八叉树网格 八叉树作为一种组织空间对象的方法,基于单元密度对空间进行划分,从而避免在网格生成过程中遍历所有对象。其原理相对简单:当满足划分条件时,将三维空间等分为八个子空间,并将空间对象分配至相应子空间。八叉树网格作为一种常见的非结构化网格,其生成方式为:首先将计算域划分为一个或多个较大的立方体网格,再对这些立方体网格进行递归细分,分裂为八个子网格,直至每个子网格满足预定的尺寸要求或被几何边界裁剪为止。 .

Frequently Asked Questions

Our products combine accuracy, efficiency, and ease of use. Each workflow is designed to be streamlined, so simulations can be set up quickly without compromising quality. We also work closely with customers and integrate specific needs into our products whenever possible.

Our software is especially valuable in industries where fluid dynamics, lubrication, and particle-based simulations are critical, such as automotive, aerospace, energy, mechanical engineering, and research. Currently, most of our customer base comes from the automotive sector.

All products are available for Windows and Linux.

This varies by product. For example, with shonDy we ensured:

  • A smooth workflow with a gentle learning curve.
  • A step-by-step user manual for the first case setup.
  • A built-in library of example cases in shonDy and shonTA, so new users can start from working setups.

Runtime depends on the use case and workstation. As an orientation: an industrial gearbox lubrication case takes about 12 hours on a state-of-the-art workstation (NVIDIA GeForce RTX 4090, 62 GB RAM, AMD Ryzen 9 9900X).

Yes. Each product can be purchased individually. At the same time, they are designed to interact seamlessly. For example, shonMesh, shonDy, and shonTA can be combined into a single workflow.

Product interaction

We provide flexible models, depending on customer needs:

  • Perpetual license: Includes the current version and one year of updates. The license remains valid afterwards, but without further updates.
  • Time-limited license: Valid for a specific period, during which all updates are included.

After requesting a trial, one of our colleagues will confirm details such as:

  • Full name
  • Company or institution
  • Job title
  • Intended application
  • Operating system
  • Preferred license type (online or offline)

Once confirmed:

  • Online license: You receive a license key and can start right away.
  • Offline license: You install the product, generate an activation code, and we send you a file for offline use.

We also provide a short remote session to introduce the key features and guide you through your first steps. Our support team is available throughout the trial.

The standard trial lasts three weeks, but extensions can be arranged if needed.

Yes. Every purchase includes comprehensive training, tailored to your needs. Together with you, we define the scope and format, either online or on-site.

关于我们

苏州舜云工程软件有限公司(简称舜云科技)是一家专注于下一代多物理场工程模拟软件的研发,并提供工程咨询服务的企业。 舜云科技由王溪博士创立于2019年。

舜云科技的总部位于中国苏州,在深圳及北京设有子公司,并于德国卡尔斯鲁厄设有办事处。我们致力于算法研究、高性能计算和软件开发。 我们拥有专业的工程咨询团队,能够帮助客户解决流动和热管理方面的问题,尤其是在电力驱动系统领域的难题。

目前舜云科技在新能源汽车行业、能源与动力工程以及制造业领域,已服务于百位国内外客户。 我们期待与您合作,创造更美好的未来。

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