技术特点

1.公共的数据模型，共同的框架

目前用于工程分析的CAE软件很多，无论是结构，流体，噪声，电磁，还是多体动力学和控制方面，都有相应的分析软件，由于各自平台的差异，需要分散建立各学科的CAE模型。相比将多个独立的仿真工具捆绑在一起分析的方法，多学科技术可以减少50%的仿真时间，这主要是因为用户现在可以工作在一个公共的数据模型上来完成各类仿真。由于基于系统级的公共模型同时对多个学科的物理过程进行了表述，因此多学科技术允许所有的设计人员从通用的模型中调用数据。但这并不意味着所有学科都用完全一样的模型，而是意味着能够从一个模型中提取出所需的载荷和约束来完成各类仿真。多学科技术根据相互耦合的学科类型来决定分析是同时的、集成的、交叉的还是松散的耦合。而且多学科技术还可以扩展功能，使用统一的用户子程序，更加开放，更适合二次开发。

2.多学科仿真

对于单个学科专家仍然要通过许多离散的分析步骤来手工模拟仿真学科之间的复杂交互作用。这样必然会带来信息传输的丢失、降低模拟的精度。工程师有时还手工传递计算信息，或者将运动的信息作为静态的信息来施加到系统中，这个过程可重复性差，人为错误也难以避免。多学科仿真是通过链式分析方法模拟多种物理场之间的相互作用。无论是线性、非线性、运动、CFD，还是显式非线性动力学，多学科仿真允许多学科在求解器内核上的集成仿真，而不是仅仅简单地相互之间进行连接。它已完全超越传统的多物理场系统，将多种学科进行深层次的链接/集成。

3.高性能计算

10年前，我们还在还在为CAE分析模型规模的限制找各种简化的方法，而现在，进行上千万自由度有限元模型的线性，振动，噪声，非线性分析已经是很平常的一件事情。MSCNastran运行性能针对64位的超级计算机平台进行了专门的优化，复杂的、超大大的模型仍可以通过多个64位处理器并行计算而得以仿真。MSC Nastran进行了算法优化以充分利用并行和64位计算结构的革新带来的好处，以便于快速地得到极其复杂工程问题的准确结果。优化了在64位超级计算环境中的运行性能后，MSC Nastran既可以做简单的线性静力分析，也能够做数百万自由度的极其复杂的瞬态非线性分析。如图所示的发动机模型，共有2千4百万个自由度，在小型机上运算，采用新加的迭代求解器，不到50分钟即可求解一个线性静力载荷工况。

4.实现多学科优化

MSC Nastran的优化功能具有尺寸、形状、拓扑、形貌等优化能力以及组合优化能力，可以提高整个设计效率并预测产品全生命周期内的性能。MSC Nastran独特的优化序列能够综合考虑各种工况，例如静力、屈曲、动力学、NVH、内外噪声等，进行鲁棒性优化设计。

◆ 有效的优化技术- 尺寸，形状，拓扑，形貌和拓扑优化

◆ 在优化中可以定义粘接接触

◆ 可以集成自己的优化算法

◆ 非线性优化

◆ 随机仿真功能

◆ 设计响应跨越多学科，同时访问尺寸，形状和拓扑优化的高级系统优化

产品介绍

       nastran是美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration，简称NASA，又称美国宇航局)为适应各种工程分析问题而开发的多用途有限元分析程序。这个系统称为NASA Structural Analysis System，命名为Nastran。20世纪60年代初，美国宇航局为登月需要，决定使用有限元法开发大型结构分析系统，并能在当时所有大型计算机上运行。MacNeal及Scherndler(即MSC公司创始人)是开发小组主要成员。Nastran程序最早在1969年通过COSMIC

(Computer Software Management and Information Center)对外发行，一般称为COSMIC Nastran。之后又有各种版本的Nastran程序发行，其中以MSC公司所开发的MSC Nastran程序用户最为广泛。长期以来MSC Nastran已成为标准版的Nastran，是全球应用最广泛的分析程序之一。

为了迎合企业准确充分地模拟产品真实性能的需求，结合当今计算方法、计算机技术的最新发展，从2001年以来，MSC公司投入了大量的研发力量进行多学科技术的研发，在2006年成功发布了新一代的多学科仿真工具MD Nastran。在继承原有MSC Nastran强大功能的基础上， 陆续集成了Marc、Dytran、Sinda、LS-Dyna 以及Actran等著名软件的先进技术，大大增强了Nastran在高级非线性、显式非线性、热分析、外噪声分析等方面的功能。

2012年，MD Nastran和原先的MSC Nastran合并，统一名称为MSC Nastran。

通过提供极限的并行设计仿真能力，MSC Nastran使企业能够：

◆ 产品更快速投放市场—快速透彻了解整个设计性能，能够使设计环节速度更快和使整个方案时间缩短50%以上。

◆ 更低的制造成本— 在设计过程中更早地了解设计产品的性能，从而能够在设计获批准之前发现和修改缺陷。同时，能够更早地确定可加工性、优化制造环节时间、减少材料余量和防止不必要设备的投资。

◆ 提高分析效率— 对共同分析数据模型的支持，避免了在不同学科仿真之间手工传递信息和数据。

◆ 改善产品质量和降低维护成本— 通过对多学科之间复杂交互作用的准确描述，MSC Nastran仿真结果更准确地反映了真实结果，消除了使用过程中意想不到的操作错误。

MSC Nastran多学科技术在仿真时支持多种学科之间的交互作用和耦合效应，无论是线性、非线性、运动学，还是显式动力学，MSC Nastran都能够让多种学科一起工作，从而准确地、适时地在多学科之间提供正确的工程和力学反馈。

功能模块

MSC Nastran Base 基本包

MSC Nastran Basic 基本模块

MSC Nastran Connectors 连接单元

MSC Nastran Adams Integration 与Adams集成接口

MSC Nastran Linear Contact 线性接触

MSC Nastran Linear Structures Package 线性结构包

MSC Nastran Basic 基本模块

MSC Nastran Connectors 连接单元

MSC Nastran Adams Integration 与Adams集成接口

MSC Nastran Linear Contact 线性接触

MSC Nastran Dynamics 动力学模块

MSC Nastran DMAP 语言

MSC Nastran Heat Transfer 热传分析

MSC Nastran SMP 共享内存的并行分析

MSC Nastran Dynamics Design Analysis Method(DDAM) 动力学设计分析方法

MSC Nastran Acoustics 内声场模块

MSC Nastran Superelements 超单元

MSC Nastran Nonlinear 非线性模块

MSC Nastran LS Productivity Bundle

MSC Nastran 线性结构包

Patran Basic

Patran Exchange

MSC Nastran Structures Package 结构包

MSC Nastran Basic 基本模块

MSC Nastran Connectors 连接单元

MSC Nastran Adams Integration 与Adams集成接口

MSC Nastran Linear Contact 线性接触

MSC Nastran Dynamics 动力学模块

MSC Nastran DMAP 语言

MSC Nastran Heat Transfer 热传分析

MSC Nastran SMP 共享内存的并行分析

MSC Nastran Dynamics Design Analysis Method(DDAM) 动力学设计分析方法

MSC Nastran Acoustics 内声场模块

MSC Nastran Superelements 超单元

MSC Nastran Nonlinear 非线性模块

MSC Nastran Implicit Nonlinear(SOL600) 隐式非线性(SOL600)

MSC Nastran Implicit Nonlinear Marc Translator(SOL600)Marc转换器

MSC Nastran Implicit Nonlinear Shape Memory Materials(SOL600)隐式非线性形状记忆合金

MSC Nastran Implicit Nonlinear Hemi Cube View Factors(SOL600) 隐式非线性半立方视角系数

MSC Nastran Design Optimization 设计优化

MSC Nastran Multi-Model Optimization 多模型优化

MSC Nastran ACMS 自动部件模态综合法

可选学科包

MSC Nastran Dynamics 动力学模块

MSC Nastran MD Implicit NL Package MD隐式非线性包

MSC Nastran Advanced Nonlinear(SOL400) 高级非线性(SOL400)

MSC Nastran Advanced Thermal (RC Network) 高级热分析模块

MSC Nastran Advanced Acoustics(EFEA/EBEA) 高级声学模块

MSC Nastran MD Explicit NL Package (2 coresincluded) 显式非线性包

MSC Nastran LS-DYNA Translator LS-DYNA转换器

MSC Nastran Explicit Nonlinear(SOL700) 显式非线性(SOL700)

MSC Nastran Explicit Nonlinear(SOL700) Multi-Processor 2-CPU显式非线性并行2-CPU

MSC Nastran MD Explicit NL Package (35 coresincluded)

MSC Nastran LS-DYNA Translator LS-DYNA转换器

MSC Nastran Explicit Nonlinear(SOL700) 显式非线性(SOL700)

MSC Nastran Explicit Nonlinear(SOL700) Multi-Processor 35-CPU 显式非线性并行35-CPU

MSC Nastran MSC Explicit NL Package (500 coresincluded)

MSC Nastran LS-DYNA Translator LS-DYNA转换器

MSC Nastran Explicit Nonlinear(SOL700) 显式非线性(SOL700)

MSC Nastran Explicit Nonlinear(SOL700) Multi-Processor 500-CPU 显式非线性并行500-CPU

MSC Nastran Implicit Nonlinear Package (2 coresincluded) 隐式非线性包

MSC Nastran Implicit Nonlinear(SOL600) 隐式非线性(SOL600)

MSC Nastran Implicit Nonlinear Marc Translator(SOL600)Marc转换器

MSC Nastran Implicit Nonlinear Shape Memory Materials(SOL600) 隐式非线性形状记忆合金

MSC Nastran Implicit Nonlinear Hemi Cube View Factors(SOL600) 隐式非线性形半立方视角系数

MSC Nastran Implicit Nonlinear Multi-Processor 2-CPU 隐式非线性并行2-CPU

MSC Nastran Optimization Package 优化包

MSC Nastran Design Optimization 设计优化

MSC Nastran Multi-Model Optimization 多模型优化

MSC Nastran Heat Transfer：传热分析

MSC Nastran Nonlinear：非线性模块

可选模块

MSC Nastran ACMS 自动部件模态综合法

MSC Nastran Acoustics 内声场模块

MSC Nastran Advanced PFA 高级PFA (Progressive FailureAnalysis)

MSC Nastran Aeroelasticity I 气弹I

MSC Nastran Aeroelasticity II 气弹II

MSC Nastran Dynamics Design Analysis Method(DDAM) 动力学设计分析方法

MSC Nastran Design Optimization 设计优化

MSC Nastran DMAP 语言

MSC Nastran Exterior Acoustics外噪声分析

MSC Nastran Krylov Solver 求解器

MSC Nastran Multi-Model Optimization 多模型优化

MSC Nastran Superelements 超单元

MSC Nastran Rotordynamics 转子动力学

可选HPC模块

MSC Nastran DMP (Unlimited cores)分布式并行模块

MSC Nastran GPU (unlimited cores) GPU支持模块

MSC Nastran SMP (Unlimited cores) 共享内存并行模块

可选 SOL 600 非线性HPC模块

MSC Nastran Implicit HPC - 3rd through 4th core

MSC Nastran Implicit HPC - 5rd through 8th core

MSC Nastran Implicit HPC - 9rd through 16th core

MSC Nastran Implicit HPC - 17rd through 32th core

MSC Nastran Implicit HPC - 33rd and above

可选 SOL 700 非线性HPC模块

MSC Nastran Explicit HPC - 3rd core

MSC Nastran Explicit HPC - 4th core

MSC Nastran Explicit HPC - 5th through 70th core

MSC Nastran Explicit HPC - 71st through 100th core

MSC Nastran Explicit HPC - 101st through 200th core

MSC Nastran Explicit HPC - 201st through 500th core

MSC Nastran Explicit HPC - 501st through 1000th core