2024 RTC 技術亮點整理|Altair CAE與AI技術應用大會

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2024 RTC 技術亮點整理|Altair CAE與AI技術應用大會
Jan.22,2025

HyperWorks 2024 新版亮點

瑞其科技|Chris

Hypermesh2024最新二次開發技術
(支援 Python API ,以Chat GPT協同開發 )

瑞其科技|林育正 總監

OptiStruct與第三方求解器的比較應用

廣達電腦 張奕文 經理

以physicsAI預測車用水冷控制器散熱性能用

鴻海精密 | 陳奇劭 主任工程師

以AI進行空調性能之大數據分析

台灣松下電器|陳逸民 處長

以physicsAI預測重型吊鉤之結構強度

振鋒企業|王勉力 博士

火箭整流罩鎖固方式之間隙分析與最佳化

太空中心 |陳庭維 副工程師

應用於高壓大功率電力轉換器之磁性元件設計分析

工研院綠能所 |Frank Nguyen 研究員

PCB與機殼結構多道次組裝模擬
(HyperWorks 的極致發揮)

瑞其科技| Frank Su

封裝結構錫球Solder Fatigue分析

瑞其科技|William

伺服器風扇氣動噪音模擬–GPU加速的 ultraFluidX

瑞其科技| Jason

輕鬆完成電子產品的磁力分析
(SimLab 與 Flux 的完美整合)

瑞其科技 |Peggy

HyperWorks 2024 新版亮點

瑞其科技|Chris

  • HyperMesh 2024.1版
    持續增強 FE-Geometry 能力,使更多原本僅支援 CAD 的幾何編輯功能,也能延伸到 FE-Geometry 上應用。
  • SimLab 2024.1版
    更完善在電磁場分析的設定支援性,包含特定馬達類型的自動建模模板,且也大力擴展 PCB 與半導體 3D IC 相關的建模能力,以同一個前/後處理環境來支援 HyperWorks 各類型的分析需求,降低用戶入門的難度。
  • OptiStruct
    實現顯/隱接續分析的功能,Altair 將其發展為主力的顯/隱有限元素求解器,使用戶僅需學習一套 Solver,便能計算所有顯/隱式的問題。
  • PhysicsAI
    增強了更多的訓練參數支援性,包含了支援厚度、材質與邊界條件,使其具備更完整的 AI 建模與預測功能。
  • ExpertAI
    特色為基於機器學習的聚群與優化分析。
  • Radioss
    新增 Ls-Dyna Keyworks 支援。
  • HyperWorks
    Python API 已逐完善,現在已支援做大部分的二次開法,但是還無法直接錄製出語法,需透過學習資源的幫助完成語法建構。

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Hypermesh2024最新二次開發技術

(支援 Python API ,以Chat GPT協同開發 )

瑞其科技|林育正 總監

       Python 前已是全球開發者最常使用的程式語言,其背後強大的副程式與資料庫提供開發者相當友善的使用環境,而 HyperMesh 也在2024版本幾乎完整支援 Python 的二次開發。
       唯獨 
HyperMesh 目前尚未支援 Python 指令的巨集錄製,而瑞其科技為讓廣大的 Altair 用戶更快上手分析工具,開發了 Python 與 TCL 之轉譯器,並建立原有 TCL 程式與 Python 串接手法、ChatGTP 偕同二次開發…等技巧。
       我們因應客戶需求陸續建構出了自動化建模(幾何篩選/網格/螺栓/邊界設定…)、模型材料擷取/施加、顯隱互換求解、模態追蹤…等實用二次開發介面,協助客戶化繁為簡,快速解決各種複雜且棘手的工程問題。


瑞其科技Hypermesh2024二次開發技術瑞其科技Hypermesh2024二次開發技術

OptiStruct與第三方求解器的比較應用

廣達電腦 張奕文 經理
       OptiStruct 為功能完整的結構求解器,透過 HyperMesh 的 convert 功能,可將 Abaqus 模型近乎無縫轉換成 OptiStruct 模型,轉換完整度98%以上。
       廣達經過實際案例比對(筆電開合、風扇運轉模擬),OptiStruct 分析結果與 Abaqus 分析結果非常近似,應力差異在2%以內,對於產品是否能通過分析 SPEC 的判讀,亦與 Abaqus 分析相同,且在複雜的非線性問題上,有相同的精度與可靠度。



OptiStruct與Abaqus應力比較
OptiStruct與Abaqus應力比較
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以physicsAI預測車用水冷控制器散熱性能

鴻海精密|陳奇劭 主任工程師

      鴻海科技結合Altair InspireSimLab,運用 PhysicsAI 技術,重塑散熱設計流程,成功解決了車用水冷散熱器設計中的多重挑戰。
       透過參數化建模和腳本化批次建模技術,快速生成設計素材,並以 PhysicsAI 進行性能預測,真正做到以AI 取代CAE分析。該技術僅需10秒即可完成預測,比傳統方法快180倍,且準確性極高(MAE低於0.01,信心度90%以上)。
       未來,PhysicsAI 將與設計最佳化技術深度融合,進一步縮短開發周期,推動熱管理技術的發展。


 

 

以physicsAI預測車用水冷控制器散熱性能

傳統有限元素分析 vs physicsAI預測 (來源:鴻海精密工業股份有限公司)


 

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以AI進行空調性能之大數據分析

台灣松下電器|陳逸民 處長

第一個案例:

       使用 RapidMiner AI技術自動化處理顧客回饋意見。過去需要約3週的時間完成回饋意見的分類與統整。使用 RapidMiner 根據過去資料,訓練出顧客回饋意見的AI分類模型,經由AI分類模型的導入,最終大幅縮短相關部門處理回饋意見所需的時間。
 

第二個案例:

       分析過去IoT資料庫中累積的冷氣使用數據,使用聚群分析匯集可用資料,後續進行分析了解顧客使用習慣,目標為使用AI提升產品與服務品質。

 

AI大數據分析流程圖
 
AI進行空調性能之大數據分析

以physicsAI預測重型吊鉤之結構強度

振鋒企業|王勉力 博士

技術亮點:

  • 串接第三方求解器
  • 支援多種訓練參數:邊界條件、材料、幾何等

       振鋒企業採用 Altair PhysicsAI 技術,整合歷史設計與分析數據,訓練並建立一套AI預測模型,實現吊鉤結構強度的快速預測。
通過 HyperMesh 進行參數化設計,並在 HyperStudy 中進行 DOE 分析,搭建了一套高效的AI預測流程。
       PhysicsAI 模型能在秒級內預測吊鉤結構強度,結果與傳統 CAE 分析誤差僅約3%。相比於數小時的 CAE 計算,AI 模型大幅縮短設計周期,提升了效率與準確性,展現了 AI 在工程設計中的應用潛力,成功推動設計流程智能化轉型。

 

重型吊鉤之CAE與PhysicsAI預測結果比較

 

 

重型吊鉤之CAE與PhysicsAI預測結果比較

火箭整流罩鎖固方式之間隙分析與最佳化

太空中心|陳庭維 副工程師

       火箭結構的輕量化(Lightweight)與成本控制是火箭設計的要點。其中,整流罩(Payload Fairing)作為保護 Payload 的重要結構,其設計更是重要。
       本案結合Altair Inspire 與 HyperStudy 工具,採用計算流體力學(CFD)進行氣動壓力模擬,並輔以內外壓差分析、熱防護設計與剛體運動模擬,建立完整的分析流程。設定7個設計變數(DV1-DV7),利用全域響應曲面法(GRSM)進行多目標最佳化,進一步降低整流罩間隙(Gap)至0.21毫米,並成功減輕結構重量4公斤
       此次最佳化設計在提升火箭的Payload能力的同時,節省約15萬美元的發射成本,達到效能與成本間的最佳平衡

 

 

火箭整流罩位移雲圖

整流罩位移雲圖(來源:國家太空中心)

應用於高壓大功率電力轉換器之磁性元件設計分析

工研院綠能所|Frank Nguyen 研究員

       儲能系統需要用到大功率高壓電感元件,在設計時熱損耗和溫升的考量是為關鍵因子。使用 Flux 3D 輔助電感的設計和分析,除了可以模擬磁場的 fringing flux、計算鐵損和銅損等其他損耗,並可更進一步地實現磁性元件於熱穩態時的溫升預估分析
       本專案以 Flux 實現不同設計參數對電感性能的影響之整體評估,減少製作實體耗費的時間與成本

 

 

Flux3D電感器磁通密度向量圖

 

Flux3D電感器磁通密度向量圖

PCB與機殼結構多道次組裝模擬(HyperWorks 的極致發揮)

瑞其科技|Frank Su

       本主題以一個PCB與機殼結構多道次組裝模擬案例,說明 HyperWorks 的相關功能應用,整個分析進程將分成A、B、C三大階段,考慮 PCB 製程後的降溫到完成組裝的完整過程,最後再進行工作狀態時的結構熱應力分析。
       過程中,需利用到 OptiStruct 的 Model Change 功能,以模擬多步驟分析所需要的元素生死設定,達到隨分析推進,移除或是加入組件的效果,並將上一步的預應力帶入下一步作為初始條件,做到複雜的不同組件的順序鎖固。模型中在PCB與晶片之間建立 Cohesive 膠合模型,檢視在整個過程中,是否會有脫膠風險。在最後一階段的熱應力分析之前,先以 AcuSolve 進行CFD穩態熱傳分析,再將溫度結果映射至結構模型執行結構熱應力分析。

 

PCB與機殼結構多道次組裝模擬

PCB與機殼結構多道次組裝模擬
 

封裝結構錫球Solder Fatigue分析

瑞其科技|William

       電子產品在製造及運作過程中,不同的元件材料與工作溫度,將造成內部不均勻的熱膨脹及變形,導致載板翹屈(Warpage)或焊錫疲勞損傷(Solder Fatigue),進而引起電子產品的故障。
       有鑑於此,Altair SimLab 完備了一系列的輔助分析工具,包含了 ECAD 數據轉檔、模型簡化、等校材料模型、錫球自動建模…等,並提供振動、落摔、熱變形、熱疲勞…等分析模組,大幅節省大量的時間與人力成本,讓使用者能更有效率的運用於電子產品設計開發

 
SimLab封裝結構錫球Solder Fatigue分析
SimLab封裝結構錫球Solder Fatigue分析

伺服器風扇氣動噪音模擬–以GPU加速的ultraFluidX

瑞其科技|Jason

       Altair ultraFluidX 是一個快速且高擬真的CFD求解器,應用於外流場及氣動噪音計算,可同時求解流場與聲場。Altair ultraFluidX 使用 LBM 法及LES 紊流模型,無須繁瑣的幾何處理,並可完整保留流場細節。
       Altair ultraFluidX 使用 GPU 計算,計算時間比 CPU 快2~3倍!隨著 NVIDIA 顯卡算力提升,與 CPU 的差距會更進一步拉大。
       Altair ultraFluidX 的聲場模擬結果,不但可量測到外部噪聲大小,也能得知實驗難以測量的內部噪音值。
      瑞其科技已成功實現運用台灣的雲端虛擬運算,並提供軟硬體租用方案,若有需求請洽瑞其業務。

 

伺服器風扇氣動噪音模擬

伺服器風扇氣動噪音模擬
 

輕鬆完成電子產品的磁力分析

瑞其科技|Peggy

SimLab 與 Flux 的完美整合

       近年來消費性電子產品愈來愈多的磁吸式的設計,或是使用一些磁鐵陣列的設計,例如搭配平板的磁吸式配件、磁吸無線充電等等。
       以往傳統低頻磁場分析的軟體操作複雜,學習門檻高,而 SimLab 簡化了做磁場分析的操作流程,從網格設定、定義磁化方向、設定邊界條件、提交求解到結果後處理都能簡易的完成,並可與其他模組結合進行多學科最佳化分析

 
SimLab磁分析流程圖
分析流程圖

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