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關注創建者:博集華仿 創建時間:2019-03-18

workbench;DM的實例教程
Workbench在DM中利用txt文件建軸類零件模型
Workbench的DM(DesignModel)建模的腳本文件是JavaScript,幾乎沒有參數化能力,在Workbench中ANSYS APDL的功能雖然被保留,但是可以看出來Workbench并不打算將ANSYS APDL功能過于強調,推崇的還是GUI界面建模的方式,或者第三方建模軟件導入。這個意圖是大大降低建模的難度,讓Workbench的使用門檻降低,這對推廣Workbench的使用當然是有利的。
但是,對于使用習慣了ANSYS經典的人來說,參數化設計這個概念有多么好用都知道,Workbench在逐漸改變這種觀念。
筆者思考嘗試過怎么能實現DM模塊中的參數化建模,首先想到的是在Mechanical 下面的插入APDL命令的方式,從插入的位置其實已經可以看出,插入APDL一個位置是求解之前一個是求解之后,并沒有說能在劃分網格之前。筆者抱著試一試的心態,在求解之前的位置插入APDL命令,企圖以/prep7命令進入前處理器,并進行建模命令操作,最終發現沒有效果。
此舉表明通過APDL插入命令的方式無法參數化建模。
另外筆者也嘗試看了DM中生成的Java 腳本文件,發現這個腳本文件記載了在DM中的操作,能夠表示模型的各種信息,但是通過這個腳本文件實現參數化設計基本不可能。
最終,筆者嘗試了Python語言命令的方式,發現一些建模操作確實能夠采用Python語言編寫,但是難度很大,原因是Workbench關于Python建模方面的幫助文檔寫的很次,很多的Python命令或者函數并沒有詳細說清楚該如何使用,所以,即使知道某個建模操作對應的命令,依然無從下手該如何給定相關參數。
展開 Workbench DM中Tools 抽取中面操作Mid-Surface
用于在已有實體之間抽取中間面,在有限元分析中可以使用殼單元來離散處理。當由于設備有限導致網格太多無法進行計算時,便可以用到workbench中mid-surface功能(如果模型復雜的話,可以現在solidworks或 CREO等三維軟件中進行操作),可以將實體模型轉換成管殼類型進行計算,這樣網格量大大減少,計算速度也得到了顯著提升。
遇到了幾個問題總結如下:1)抽取中面后,體與體之間的接觸關系不存在了,需采用surface-extension+joint命令來解決。2)采取1中的措施后,雖然面體之間接觸關系實現了,但在實體環境下(mesh環境下可以觀察),其實實體與實體間是相互干涉的,干涉量就是midface一側的厚度。這會帶來計算結果的誤差。誤差量與這個侵入量有關(恒定標準就是薄板厚度與長度的比值,比值越小,誤差越小,即采用midsurface時實體越薄越好)3)面體是有正反面的,可以在DM中事先采用surface-flip來轉換正反面然后再加載。4)提取中性面,面選不上?你可能只選擇了一個面,需要選中一對面才可以。5)兩種抽取中面的方法:手動(Manual)和自動(Automatic),對簡單的模型可選擇手動選取配對面,復雜模型需要生成很多中面時選擇自動模式。選擇手動模式時直接選擇需要抽取中面的配對曲面即可。選擇自動模式時,有三個必填選項:Face Pairs(配對面),Minimum Threshold(最小極限值),Maximum Threshold(最大極限值)。這里的最小和最大的極限值是指你要識別并采取抽中面操作的一個厚度范圍。設置完最大最小極限值,并選擇所有的配對面后即可自動抽取中面。
展開 本系列將以圖1(計算域內部的面)和圖2(多個計算域之間的面)為例,使用ANSYSWorkbench平臺下的MESH和ICEM演示內部帶有無厚度面的計算域處理方式,以便識別無厚度面的操作問題。
ANSYS WORKBENCH有DM(DesignModeler)和SCDM(SpaceClaim)兩個模型處理模塊,對于使用MESH劃分來說,使用兩個模型模塊的操作有所不同(實際概念和原理相同),會分開介紹。
本部分內容將會包含四節:
第一節:域內無厚度面使用ANSYSMESH+DM的實現方式
第二節:域內無厚度面使用ANSYSMESH+SCDM的實現方式
第三節:域間無厚度面的實現方式
第四節:無厚度面使用ICEM的實現方式(結構和非結構網格)
第一節 域內無厚度面使用ANSYSMESH+DM的實現方式
針對圖1所示的模型,使用DM+MESH,主要操作如下:
1.1From New Part
如圖1.1-1,在DM中同時選擇實體模型和無厚度面模型,使用右鍵菜單,并選擇FromNew Part,做完這一步之后模型樹變成圖1.1-2。
注意:FromNew Part這一步必做!
圖1.1-1
圖1.1-2
From NewPart這一步網上有以下面這一步代替的做法——使用Boolean(布爾運算),但本人親測無法實現目的。不知為何?
展開 04
基本結果
05
使用軟件
使用WORKBENCH19.2中的CFX對離心風機作流場仿真的操作,內含DM抽取流體域處理(無建模過程,風機模型為外部導入)、MESHING網格劃分、CFX流體仿真設置及CFD-POST基本出圖。
單相流(空氣),Frozen Rotor“凍結轉子法”。
Workbench中DM三種抽取CFD流體域模型的方法

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將三維模型導入ANSYS Workbench DM中反向生成流道實體模型(圖1a)。流道模型網格由ANSYS Workbench Mesh軟件劃分生成,采用四面體/六面體混合網格進行劃分,前后管道劃分六面體網格,閥體流道部分劃分四面體網格,閥瓣面與流體接觸區域網格進行了局部加密處理以使計算結果更加精確(圖1b、圖1c)。
將模型導入到Workbench,在DM中打開,如圖1,兩個孔處即是螺栓孔,在DM中我們通過Tool>Mid-Surface工具對其進行抽取中面(這里抽取中面是為了簡化計算),如圖2。
圖1
圖2
我們采用static structural模塊進行分析,在Engineering Data中定義結構鋼和鋁合金材料,兩塊板為鋁合金材料,螺栓為結構鋼材料。
2,幾何模型
首先利用workbench的DM建立鋼球及復合材料的幾何模型,然后使用SPDL進行前處理,劃分殼網格,并設置復合材料的層數及厚度,模型如下圖所示。
2,幾何模型
首先利用workbench的dm模塊建立顆粒及平板的幾何模型,其中顆粒先建立實體模型,然后取實體的外測殼體,只保留殼體模型,然后在lspp中通過實體的6個外殼面生成DEM顆粒,平板為殼體模型。模型如下圖所示。
2,幾何模型
首先利用workbench的dm模塊建立沙土、EPS泡沫、橋墩及鋼筋的幾何模型,其中鋼筋為1D線體。模型如下圖所示。
首先利用workbench的dm模塊建立空氣、B炸藥、銅射流的幾何模型,注意的是三個模型要放入一個part下,以保證他們之間可以形成共節點的有限元模型。模型如下圖所示,采用1/4模型。
3,材料
空氣采用null本構及GRUNEISEN狀態方程。銅射流采用MAT_JOHNSON_COOK本構,炸藥采用MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN本構及jwl狀態方程。
2.幾何模型
首先利用workbench的dm模塊建立幾何模型,幾何模型僅僅為固體模型鋼板,如下圖所示:
炸藥和空氣,均在k文件中添加。
3.材料
靶板采用彈塑性本構。
2,幾何模型
首先利用workbench的dm模塊建立原盤及水的幾何模型,對原盤進行模型切分,已劃分精確六面體網。模型如下圖所示,采用1/4模型。
3,材料
原盤為剛體,水采用null本構及GRUNEISEN狀態方程。
首先利用workbench的dm模塊建立空氣、B炸藥、引爆乳化炸藥的幾何模型,注意的是三個模型要放入一個part下,以保證他們之間可以形成共節點的有限元模型。模型如下圖所示,采用1/2模型,分析類型為2D軸對稱分析,因此模型沒有厚度。
三、材料
空氣采用null本構及GRUNEISEN狀態方程。乳化炸藥采用MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN本構及jwl狀態方程。
CFX精典案例#347-離心風機仿真(WORKBENCH19.2-DM-MESHING-CFX-POST)
01
案例介紹
如下圖所示離心風機(第一張圖為原始模型,第二張圖為處理并簡化后的模型,也就是仿真實際使用的模型,視頻會包含模型清理),葉片轉速1200rpm,需仿真得到流場(速度、壓力等分布)、出口流量和扭矩。


