系统级多学科建模与联合仿真 1 .概述 1.1.数字化建模仿真 在技术的发展和市场的驱动下，产品功能越来越复杂，通过解析的方法对产品进行分析的难度逐渐增大。而采用实验的方法对产品进行研究则需要物理样机，对于这种方法，一方面所需投入较多、时间周期较长，另一方面，当发现样机在某些功能和性能层面无法满足要求时，进行更改的成本非常高。即使这些问题都能够解决，实验方法还要面对某些工况下实验带来的危险和破坏、实验环境不一致、实验结果的离散性等诸多问题。此种情况下，基于计算机技术，借助于专业的软件，通过数字化建模仿真的方式对产品的方案进行验证和优化，可以显著缩短研发周期、降低研发成本、完善产品质量，提高产品的市场竞争力。 1.2.系统级建模 随着 产品组 成、功能的复杂化，部 件各 部 分之 间的耦 合关 系越来越紧 密 。当对产品的一各 组 成部 分独 立 建模时，需要建立 其 边 界 条 件。但 由 于该 部 分与其他 部 分错 综 复杂的耦 合关 系及 其 他 部 分外 特 性的复杂性，边 界 条 件难以采用简 答的函 数关 系进行描 述，而是 需要详 细 的建模，如 此类 推 ，对于产品的数字化分析需要系统级的建模。另一个 方面，当前 产品的多数功能都需要各 部 分之 间紧 密 配合才 能实现，这个 特 点 也 自 然 地 导 致了 系统级建模的必 要性。 以飞 机机电 系统的机电 综 合为 例 ，在机电 综 合的背 景 下，在功能、能量、控 制 和物理的层面，燃 油 、环控 、液 压 、电 气 系统之 间的管 理越来越紧 密 。例 如在综 合能量管 理系统中 ，为 实现能量高效 利 用的目 的，环控 、燃 油 、滑 油 、液 压 、电 气 、发动机等系统协 调 工作 ，如 图 1 所示 。在多电 飞 机架 构 中 ，通过供 -配 -用电 网 络 ，机电 系统之 间的联系变 得 更为 紧 密 。 图1 飞机综合能量管理系统 1.3.多学科建模 随着机-电-液-控一体化的高速发展，由单一领域部件构成的产品越来越少，取而代之的是综合利用机械、电、磁、液压和控制等诸多领域研究成果、涉及多个学科的产品。 图2 飞机机电系统 飞机机电系统所涉及的学科如图2 所示，每个机电子系统都涉及多个学科，这种特点使得系统级建模必然涉及多个学科。 1.4.联合仿真 多数情况下，产品的研发需要多个部门配合工作，而当需要对...
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