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能源

在 Altair, 我们凭借自身对数字仿真、工程和高性能计算 (HPC) 的独特见解来为客户提供解决方案,令其能够以安全、负责和经济的方式满足全世界的能源需求。

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帮助 Baker Hughes 进行衬管悬挂器优化 Baker Hughes 钻井平台借 HyperWorks 驱动仿真削减 60% 的产品开发时间 Read the Baker Hughes Case Study
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改善了机械性能并降低了太阳能电池板系统的成本 利用 OptiStruct,Luxon 重新设计了钢焊曲柄臂,将其成本和质量分别削减 38% 和 52%。 Read the Luxon Case Study

全球能源行业正不断进行调整,以适应瞬息万变的市场以及消费者对更便宜、更安全、更清洁和更可靠的燃料资源的需求。Altair 拥有各种各样的技术及丰富的经验和资源,可帮助客户构建和维护具有竞争优势的解决方案,从在特定领域的竞争中脱颖而出。

Altair 对能源行业的作用主要体现在下列三个方面:

  • HPC 的出现及其在几乎所有领域的可用性,不仅面向成熟的大型企业,对中小型企业也同样适用

  • 快速缩短从井下工具到碳纤维涡轮计划等方面的开发时间并缩减开发预算

  • 计算机辅助工程 (CAE) 的仿真和优化功能所带来的竞争优势

Altair 通过提供一流的进行企业级计算的PBS Works 技术和具有无与伦比的建模、仿真和优化工具的HyperWorks,实现了从供应商向合作伙伴的飞跃。企业级计算是Product Design工程团队的专家小组,在各领域拥有丰富的项目经验。

 我们帮助合作伙伴进行了各种能够改变竞争格局的创新,部分示例如下:

  • 石油和天然气:地球力学建模、海底设备优化和海上平台设计

  • 风能:复合材料叶片优化、风轮机装配分析、风电场性能

  • 涡轮机:高保真涡轮机建模、热管理、叶片脱离控制

  • 太阳能:跟踪系统优化、热性能分析

  • 核能:核反应堆安全性、热工水力学及流程优化 

Altair HyperWorks 提供了一套完备的 CAE 工具,可帮助能源行业解决各种能源勘探、开采和利用问题。

Quote
“仿真流程加快了我们的开发速度,开发周期从原来的 65 个月缩短到 26 个月,
约缩短了 60%。而且,这一过程还削减了总体的开发成本。”

–Ganesh Nanaware

Baker Hughes, C&P, Wellbore Construction


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画廊

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面向油气勘探领域的高级地质力学建模 高级后处理可缩短设计分析周期 从选址到拆除的仿真、优化和数据分析。 波能发电机的结构设计优化 改进动力涡轮机的材料、制造和设计 利用多物理和系统分析最大程度地提高水力发电性能 太阳能和混合系统的网格级优化
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石油与天然气

世界最大且最具创新能力的石油和天然气公司正在利用 Altair 的工具和专业知识,在担负起经济责任和环境责任的同时,寻找更有效的方式满足世界不断增长的能源需求。这包括提高已有油田的产量和效率,以及发现新油田,并对其进行评估和开发。客户使用我们的解决方案解决岸上、海上、高温高压、超深水及北极应用中出现的工程问题。Altair 最突出的贡献包括:

  • 机械地球建模:工程师和科学家们利用 HyperWorks 的有限元分析 (FEA) 、不确定分析和最优化技术,甚至在生产开始前就能描绘岩层诸如地层和断层线的特征,并预测其对于钻探和开采将作何反应。Hyperwork 可通过直接连接本地和云端的 HPC 资源来实现功能增强,为多学科建模、分析和优化结构地质学问题提供最优秀的解决平台。

  • 海上和水下设备:从井下工具的最优化到延长水下设备的疲劳寿命,再到减少液化石油气的晃动,Altair 都拥有良好的声誉,成功完成了许多海上项目。在这些项目中,机械优化发挥了重要作用,正如我们的流体结构耦合 (FSI) 解决方案,在设备、立管、平台和管道中都是无以伦比的。

  • HPC 资源管理:随着传统资源和一些热门资源的不断发展,无论通过传统途径还是云端都更加容易获得这些资源,Altair 的通用 HPC 综合方案已经为科学和工程领域带来最前沿的技术能力。这不仅包括传统领域震波图分析和油藏模拟,也包括越来越多工程应用,即将 HPC 的优势用于远程可视化、web 门户集成和不确定分析和优化的平行处理。

风能

Altair 为模拟风力涡轮机的开发、操作和寿命延长的各个方面,提供了尖端的软件工具和专业知识。

Altair 在为风力发电行业提供创新的解决方案方面有着悠久的历史,涉及从仿真软件的功能到工程咨询服务。HyperWorks 仿真套件包括风能项目设计和开发的所有必要工具。

最重要的一些工具包括:

  • 计算流体动力学 (CFD),可为叶片、转子、涡轮机和整个风电场提供 1-D、2-D 和 3-D 仿真模拟

  • 多体动力学 (MBD) 仿真,可准确预测旋转机械的发电量和生命周期

  • 机械分析和优化工具,可用于对各种结构的组件进行机械分析和优化,包括金属和复合材料组件

  • 耦合 CFD 和 MBD 以及结构的多物理场解决方案,用于理解较大变形下的叶片行为

  • 飞鸟撞击和其他损伤/故障的仿真和缓解方案

  • 系统级发电和储电仿真

  • 风电厂级雷达冲击仿真

  • 求解器中立的前后处理应用程序,与 HyperWorks 求解器、客户代码和其他商业求解器(Abaqus、Ansys 等)拥有最广泛接口来创建数字模型

  • 各种仿真类型(包括耦合解决方案)的数值优化以及敏感度和可靠性分析,以确保所有组件和系统的最佳性能

除了这些软件解决方案外,Altair 的工程师专家团队可以在设计、分析、项目管理,甚至样机设计的各个方面为客户提供帮助。

核能

HyperWorks 为核电站选址的结构验证和安全验证提供完整的建模和有限元求解器环境。

  • 其中包含 HyperMesh 中用于 CFD 仿真的一流建模工具,以及从 CFD 到 FE 求解器的映射功能。

  • 可准确模拟各种热工水力现象,从稳态流到复杂的瞬态应用,包括热冲击、流激振动和流动不平衡现象。

  • 使用 HyperStudy 中的数学模型,通过确定性方法和概率统计方法,对承受过程载荷和地震荷载的主要结构进行全局振动分析。

  • 一些高度瞬态情况,例如管道破裂或飞机冲击荷载,借助 RADIOSS 可利用钢筋和混凝土反应堆安全壳模型在显式分析中准确进行分析。

  • 对于辅助管道系统,可在 HyperMesh 及其丰富的自动化层中通过等距工厂和工艺图纸自动创建 3D 模型。

生物能

生物质一直是人类历史上最持久的能源。今天生物质行业正处于化学和技术的前沿地带。Altair HyperWorks 可为创新者们带来仿真和优化工具,令生物质保持为完整的可再生能源组合中的重要部分。

  • 对热辐射、粒子追踪和颗粒湍流进行复杂的 CFD 仿真

  • 对热应力和损伤进行耦合 CFD 和机械分析

  • 随机性分析和灵敏度分析

  • 对传统 FE 分析和行业特定求解器进行多物理场优化

  • 对 HPC 密集型仿真进行企业级计算管理

太阳能

随着太阳能行业的焦点已从单一地推进光伏电池的发展转向更全面地关注整个能量采集系统,Altair 的技术和专业知识已为该行业的分析人员和设计人员带来显著的效益。

  • 对太阳跟踪系统的可移动组件进行结构优化,以减轻其重量

  • 带有耦合 MBD-FEA 多学科优化的机构仿真和优化

  • 能量转化的系统性及变分分析和优化

  • 借助 CFD 的 2D 或 3D 仿真进行热辐射分析

水力

HyperWorks 为核电站的结构验证和安全验证提供完整的建模和有限元求解器环境。

  • 其中包含 HyperMesh 中用于 CFD 仿真的一流建模工具以及从 CFD 到 FE 求解器的映射功能

  • 使用 HyperStudy 中的数学模型,通过确定性方法和概率统计方法,对承受过程载荷和地震荷载的主要结构进行整体振动分析。

  • 对因管道破裂或飞机冲击载荷所形成的非线性结构特性,可以借助RADIOSS 的显式分析优先分析钢筋混凝土反应堆安全壳

  • 对于辅助管道系统,若要自动构建工厂和工艺轴测图的 3D 模型,可在 HyperMesh 中及其广泛的自动化层中完成

潮汐能

虽然潮汐能对于能源行业是相对较新的领域,Altair 却已将许多仿真和优化技术应用于不同的潮汐能系统中,并取得巨大成功。

  • 机械动力学

  • 将流体动力学和多体动力学与波激励相结合

  • 基于波浪载荷/运动载荷进行结构优化

  • 碳纤维增强聚合物 (CFRP) 的设计、分析和优化

  • 波浪冲击

  • 通过数学建模和仿真进行系统级调试以降低风险

天然气和蒸汽涡轮机

HyperWorks 中提供的建模和优化技术涵盖复杂气体分析和蒸汽轮机转子叶片分析的全过程。在上述应用中使用 HyperWorks 可节约大量时间,这一点已经被此行业的许多客户证实。

  • 除了具有 CAD 直接导入、高级几何清理以及分组和分区功能,还可实现全面互动的网格化控制及边界条件的高级应用,从而不仅在建模阶段节约了时间,还缩短了仿真时间并可实现更高质量的应力和使用期限预测

  • 高级建模功能结合 HyperMesh 中独有的变形技术,使得工程师可以高效地优化涡轮机叶片和外壳的设计

  • HyperWorks 中的求解器独立框架提供了一个统一接口,方便用户对复杂涡轮机叶片的整个 FE 过程进行建模、优化和定制操作

存储

能量存储在许多如汽车、航空航天、太阳能、风能和潮汐能等主要行业中是一个关键问题。Altair 汇集了全部这些行业的仿真技术和专业知识,提供无可比拟的关键领域的性能洞见。

  • 针对集成的精细(阴极/阳极)处理和粗略(车辆)处理进行多领域仿真

  • 冲击仿真

  • 针对最大生存性和保护进行结构优化

  • 全功能热分析和优化

  • 集成性能特征的系统仿真

  • 预测和减少电磁干扰