自ANSYS 7.0开始，ANSYS公司推出了ANSYS经典版（Mechanical APDL）和ANSYS Workbench版两个版本，并且目前均已开发至15.0版本。Workbench是ANSYS公司提出的协同仿真环境，解决企业产品研发过程中CAE软件的异构问题。面对制造业信息化大潮、仿真软件的百家争鸣双刃剑、企业智力资产的保留等各种工业需求，ANSYS公司提出的观点是：保持核心技术多样化的同时，建立协同仿真环境。 ANSYS仿真协同环境的目标是，通过对产品研发流程中仿真环境的开发与实施，搭建一个具有自主知识产权的、集成多学科异构CAE技术的仿真系统。以产品数据管理PDM为核心，组建一个基于网络的产品研制虚拟仿真团队，基于产品数字虚拟样机，实现产品研制的并行仿真和异地仿真。所有与仿真工作相关的人、技术、数据在这个统一环境中协同工作，各类数据之间的交流、通讯和共享皆可在这个环境中完成。 开发这个协同仿真环境的平台便是ANSYS Workbench。 Workbench的设计思想 ANSYS公司长期以来为用户提供成熟的CAE产品，现在决定把自己的CAE产品拆散形成组件。公司不只提供整合的、成熟的软件，而且提供软件的组件（API）。用户可以根据本企业产品研发流程将这些拆散的技术重新组合，并集成为具有自主知识产权的技术，形成既能够充分满足自身的分析需求，又充分融入产品研发流程的仿真体系。Workbench则是专门为重新组合这些组件而设计的专用平台。它提供了一个加载和管理API的基本框架。在此框架中，各组件（API）通过Jscript、VBscript和HTML脚本语言组织，并编制适合自己的使用界面（GUI）。另外，第三方CAE技术和用户具有自主知识产权的技术也可以像ANSYS的技术一样编制成API溶入这个程序中。 ANSYS公司提供各类与仿真相关API以及用户自己知识产权的API在Workbench环境下集成，形成应用程序。希望对某CAD虚拟样机分析时，从CAD系统中链接虚拟样机模型，在Workbench开发的应用程序中设置计算参数，如设计尺寸、工程材料或运行工况等，然后提交给希望的底层求解器求解。计算结果返回Workbench程序进行结果显示。若用户对当前的设计方案不满意，可重新设置参数，再求解，直到对当前的设计方案满意为止。这些满意的设计参数在此处通过双向互动参数传递功能，可以直接返回对应此模型的CAD软件中，生成候选的设计方案。 基于Workbench的仿真环境有三点与传统仿真环境有所不同： ·客户化：Workbench像PDM那样，利用与仿真相关的API，根据用户的产品研发流程特点开发实施形成仿真环境，而且用户自主开发的API与ANSYS 已有的API平等。这一特点也称为“实施性”； ·集成性：Workbench把求解器看作一个组件，不论由哪个CAE公司提供的求解器都是平等的，在Workbench中经过简单开发都可直接调用； ·参数化：Workbench对CAD系统的关系不同寻常。它不仅直接使用异构CAD系统的模型，而且建立与CAD系统灵活的双向参数互动关系。 当我们结合世界制造业信息化主旋律，在数字化工程背景下审视这三个特点时，会发现Workbench将给产品研发流程带来革命性的变化。 ANSYS Workbench作为一个框架，整合现有的应用，将仿真过程结合在一起，这一点在ANSYS Workbench2.0 没有改变。但在工程页引入了工程图解的概念，见图1。通过该项功能，一个复杂的包含多场分析的物理问题，通过系统间的连接实现相关性。图表元素右边的状态符号显示了该项设置是否需要更新、输入等，方便用户查看设置状态。
此外，ANSYS Workbench2.0 平台还可以作为一个应用开发框架，提供项目全脚本、报告、用户界面(UI)工具包和标准的数据接口，该功能将随后发布。在ANSYS 12.0 版本(下文简称R12.0)中，工程数据和DesignXplorer将不再是独立的应用程序，通过UI工具箱它们被重新设计整合在ANSYS Workbench工程页下。尽管工程页做了较大调整，但Workbench的核心应用程序及操作界面并无大的改变，见图2。在这个创新的框架下，工程师可以完成一个完整的仿真分析，包括CAD集成、几何修改和网格划分。工程页的概念图解帮助指导用户完成复杂的分析，说明和明确数据关系，捕捉自动化的过程。Workbench2.0 平台的改进代表了工程仿真又前进了一步。 ANSYS在其深厚的知识和经验的基础上，融合了丰富的几何和网格划分技术，整合后的几何和网格划分解决方案，使在不同的分析应用中可以共享几何和网格信息。R12.0 对几何接口进行了增强，通过几何接口用户可以从CAD系统中输入更多的信息，包括新的数据类型如：用于模拟梁的线体;附加属性如颜色、坐标系及在CAD系统中改进的命名选择等。前处理大模型时，R12.0 支持64位操作系统，可以对几何进行智能有选择更新。 另外，R12.0增强了Workbench环境下创建几何的功能，提供了更多的自动化功能和更强的适应性，增加了合并、连接和映射等功能用于曲面建模。新增工具可以自动探测处理常见问题，如小边、碎面、孔洞、裂痕以及尖角面。新版本对几何模型的修改和处理速度更快。图3显示了清除前后的飞机模型。
R12.0提供的自动网格划分解决方案在流体动力学中取得了很好的结果。应用GAMBIT和TGrid的网格附加功能，R12.0可以在用户最少的输入下自动生成CFD合适的四面体网格。另外，它融合了高级尺寸函数(与GAMBIT相似)、棱柱及四面体网格(来自TGRID)及其他网格划分技术，改进了网格平滑度、网格质量、划分速度、曲率近似功能捕捉、边界分层捕捉等功能。尽管许多功能是出于流体动力学的应用而改进的，但是它们仍然可以用于其他仿真分析应用。如结构分析的用户可以应用这些功能，得到自动化和高质量的网格。新增多区域网格划分方法使用户在不进行几何分割的情况下，可以对复杂的几何模型划分纯六面体网格，图4为对制动器转子执行一次操作所得到的六面体网格。
R12.0扩展了多场求解功能。新增功能及增强功能可以处理直接耦合和顺序耦合的多物理场问题，ANSYS Workbench下的多场仿真速度比以前更快。ANSYS求解器技术的整合在12.0版本往前迈出了很大一步，它将求解器技术整合在一个统一的仿真环境中，为多场求解提供了更有效的工作流程。R12.0扩展分布式稀疏求解器功能，支持共享和分布式计算环境下的非对称和复杂矩阵。这种新的求解技术极大的缩短了某些直接耦合解决方案的执行时间，如：包含Pelbier和Seebeck效应的耦合场分析，及热电耦合分析等。此外，R12.0可以应用直接耦合单元模拟多孔介质的渗流。 ANSYS Workbench框架支持直接耦合场分析，相关的直接耦合场单元(SOLID226和SOLID227)在R12.0 中支持热电耦合。此外，还有一个热电耦合分析系统支持温度相关材料的焦耳传热分析和高级热电效应，如Peltier和Seebeck效应。该新技术的应用领域包括集成电路、电子轨道、排线和热电制冷装置的焦耳热分析。
流固耦合功能中提出了一种新的immersed solid FSI算法。这是一种基于网格重叠的技术，流体和固体区域各自拥有一套网格，该算法可以帮助工程师模拟流场中运动刚体与流体之间的相互作用。 ANSYS12.0流固耦合的另外一个新功能就是可以通过求解非线性雷诺压膜方程来解决FSI涉及到薄液膜的非线性瞬态应用。12.0版本提供了另外一个FSI功能：该功能采用ANSYS FLUENT 软件作为CFD求解器来进行单向流固耦合计算，基于ANSYS CFX-Post，可以使表面温度和表面力在ANSYS FLUENT 和ANSYS Mechanical 产品之间进行单向载荷传递。 |
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