“多物理场”：工程学的新领域

Richard Truett报道《汽车新闻》的技术和工程。

好的，现在是火箭科学。

最近，我与工程师和软件开发人员呆了两天，他们编写并使用了几乎所有汽车制造商都在产品开发中使用的仿真程序。

曾经非常简单的创建过程（从设计蓝图到原型，从测试到验证再到生产）现在通常非常复杂，涉及到来自多个学科的工程师，他们必须在培训以外的地方进行思考。

当今的工程师，尤其是未来的汽车工程师，最好擅长于在工程界内被称为“多物理场”。

“有不同的人看结构，看流体，看电磁铁。那是单一物理学。” ANSYS Inc.汽车行业战略经理Sandeep Sovani说。ANSYSInc.是行业最大的工程仿真程序供应商之一。

“这就是汽车工程的文化。到目前为止，这还可以，” Sovani说。“现在，我们在复杂系统中看到的是两种物理学的交集，通常是灰色区域，一个学科的工程师不擅长在另一个领域工作。多数民众赞成在哪里可能会变坏。这可能会导致产品设计不佳。”

安全气囊充气机是使用两个工程原理的组件的一个很好的例子。

布拉德福德·韦恩

一种来自1985年欧洲福特卡普里岛的老式金属和橡胶发动机支架。当今的安装座越来越多地使用流体，以更好地管理发动机振动。

福特液压支架

福特汽车公司的工程师们一直在研究一种先进的充满流体的发动机支架，已经使用了两年。它们被称为液压座骑，可以为具有三缸发动机，启停系统和带有平面曲轴5.2升V-8的新型Shelby GT 350野马的车辆增加革命性的改进。这些发动机产生异常振动，需要采取额外的措施来平息。福特尚未透露哪些车辆将使用新的坐骑，预计将在一年左右首次亮相。

老式的马达底座通常由与金属粘合的橡胶组成，几乎没有或没有任何复杂之处。充满流体的安装架已经使用了很多年，但是，发动机安装技术与动力总成一起发展。

创建这个新组件需要来自福特产品开发团队不同领域的工程师一起工作。机械工程师需要了解安装座内流体的压力，温度和运动将如何影响其他零件。因此，福特流体工程师与机械工程师一起使用了模拟程序，使他们可以窥视安装座并测量应力。

为了满足日益严格的安全和排放法规，解决自动驾驶的难题并改善连接性，工程师承受着巨大的压力，要求设计，开发，测试，验证和交付零部件的速度和成本比以往任何时候都要便宜。而且他们必须在第一时间做到正确。

“每个产品都是一个承诺，一个承诺它将正常运行，并且不会失败，” ANSYS首席执行官Jim Cashman说。

例如，沃尔沃（Volvo）的使命是到2020年，将每辆车从概念设计到生产的产品开发周期缩短至仅20个月，而如今这一数字为30个月。

由于快速变化的步伐，为工程师设计仿真软件的公司也承受着巨大的压力。Sovani说，ANSYS专注于通过改变工程师的思维方式来扩展工程师的能力。

“我们构建仿真的方式是，工程师不应将自己视为流体专家或机械专家。他们应该考虑：我是水力发电专家。

“我们正在制造工具，使他们能够成为流体安装专家，而不是流体专家或机械专家，并且了解一切，并将所有工具集中在一个地方来解决问题。那就是多物理场软件的精神，”他说。

在我看来，听起来很像火箭科学。