加載設(shè)置；邊界條件設(shè)置的案例
邊界條件設(shè)置圖片
邊界條件設(shè)置圖片
abaqus土體邊界條件怎么設(shè)置
如題
可壓縮流體邊界條件的設(shè)置
最近，在做超臨界CO2流體的傳熱和流動(dòng)模擬，邊界條件的設(shè)置總是不太清楚，請(qǐng)高手們指點(diǎn)下
STAR CCM+中關(guān)于邊界條件的設(shè)置(二)
3.入口邊界條件
入口邊界條件包含的速度入口、質(zhì)量流量入口和停滯入口。在計(jì)算前是需要對(duì)氣流的方向進(jìn)行指定的。在一般情況下只考慮三種情況如下圖所示，邊界幾何法向指定：氣流方向與入口邊界垂直；參考角度：設(shè)置與邊界形成的夾角；坐標(biāo)合成：設(shè)置局部或全局坐標(biāo)系上各個(gè)分量。
入口邊界的氣流方向不同對(duì)結(jié)果影響較大，以一個(gè)案例來(lái)說(shuō)明在不同角度下整場(chǎng)的速度分布，如下圖。左圖為指定X方向的流動(dòng)，該流動(dòng)方向與入口邊界法向相同，在整個(gè)求解域中得到相對(duì)均勻的速度場(chǎng)分布。右圖為在Z方向上增加了一個(gè)速度分量w入口處的氣流與入口邊界形成一個(gè)夾角，氣流進(jìn)入求解域后沿XZ合速度方向流動(dòng)，受到頂部壁面和出口的共同影響形成拱形的速度流場(chǎng)分布。
入口邊界條件與氣流的流動(dòng)息息相關(guān)，對(duì)于不同規(guī)范（通常使用雷諾數(shù)Re表征速度的大小，時(shí)間尺度表征定常及非定常等），熱交換假設(shè)等都適用。以一個(gè)表格來(lái)簡(jiǎn)單總結(jié)一下入口可以設(shè)置的物質(zhì)量。
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STAR CCM+中關(guān)于邊界條件的設(shè)置(三)
4.出口邊界條件
出口邊界條件包含了靜壓力出口和“出口”。靜壓力出口比較常用，通常需要設(shè)置背壓值，在考慮到熱交換的時(shí)候也需要設(shè)置溫度參考值；靜壓力出口無(wú)法指定速度的方向；靜壓力出口可以配合所有的入口邊界條件來(lái)使用。
出口的位置也會(huì)對(duì)整個(gè)流場(chǎng)起著關(guān)鍵性作用，不同的出口位置也會(huì)導(dǎo)致整個(gè)流場(chǎng)的分布不同。如下圖所示。入口處氣流為均勻的法向方向，出口為靜壓力出口相同的背壓，相同的出口面積。但出口位置不同導(dǎo)致整場(chǎng)的速度分布不同。左圖的出入口之間的夾角較小，氣流分布相對(duì)流暢。右圖出入口之間夾角較大，導(dǎo)致整個(gè)氣流的流動(dòng)向出口處偏轉(zhuǎn)。
“出口”出口邊界條件可以設(shè)置不同出口之間的流量的分配比率。不同的的分配比率影響整個(gè)流場(chǎng)的分布不同。仍使用第一個(gè)案例來(lái)說(shuō)明“出口”邊界類(lèi)型對(duì)流場(chǎng)的影響，如下圖所示。左圖為靜壓力出口，兩出口的背壓相同，由于出口管路的內(nèi)徑大小不同造成出口管路的壓損不同，內(nèi)徑較小的壓損較大流量較小，內(nèi)徑較大的壓損較小流量
較大。往往在計(jì)算時(shí)求解域只保留的一段模型，對(duì)于1，2的背壓有時(shí)無(wú)法直接給出，但是可以給出的是1，2之間的流量分配比率。在這種情況下可以使用“出口”這種邊界條件來(lái)反映真實(shí)的工況。
展開(kāi) STAR CCM+中關(guān)于邊界條件的設(shè)置(一)
在CFD計(jì)算時(shí)邊界條件的設(shè)置是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，邊界條件的準(zhǔn)確與否會(huì)直接影響最終的計(jì)算結(jié)果，計(jì)算的收斂速度，計(jì)算假設(shè)的合理性等等。邊界條件表示的是使用數(shù)學(xué)的方法將求解域與外部空間相互作用的結(jié)果，使用邊界上條件進(jìn)行假設(shè)。值得注意的是一個(gè)CFD求解精度只能達(dá)到邊界條件的精度。
1.邊界條件類(lèi)型概述
從求解空間上分可以分為內(nèi)流場(chǎng)和外流場(chǎng)：
下圖是內(nèi)流場(chǎng)示意圖，一般類(lèi)型的內(nèi)流場(chǎng)包含了入口、出口和壁面。入口有速度入口、質(zhì)量流量入口和總壓入口；出口有出口和靜壓出口；壁面有光滑壁面、粗糙壁面、移動(dòng)壁面、絕熱壁面等等。在STARCCM+中使用不同的圖標(biāo)表示出來(lái)。
下圖是外流場(chǎng)示意圖，一般類(lèi)型的外流場(chǎng)包含了入口、出口和壁面。入口有速度入口、質(zhì)量流量入口和總壓入口；出口有出口和靜壓出口；目標(biāo)壁面有光滑壁面、粗糙壁面、移動(dòng)壁面、絕熱壁面等等；地面有光滑壁面、粗糙壁面、移動(dòng)壁面、絕熱壁面等等；頂部面有對(duì)稱(chēng)和滑移等。在STARCCM+中使用不同的圖標(biāo)表示出來(lái)。
2.壁面邊界條件
在流動(dòng)狀態(tài)下壁面邊界條件包含三種情況，剪切應(yīng)力的假設(shè)、表面粗糙度假設(shè)、表面速度假設(shè)。如下圖所示，剪切應(yīng)力假設(shè)：當(dāng)表面設(shè)置為滑移狀態(tài)時(shí)表面速度與求解域內(nèi)第一層網(wǎng)格內(nèi)速度相等，反之當(dāng)表面無(wú)滑移時(shí)表面速度為0；粗糙度假設(shè)：當(dāng)表面設(shè)置為0時(shí)表面速度將不受粗糙度K的影響，反之則受影響；表面速度假設(shè)：相當(dāng)于在壁面設(shè)置了速度矢量，表面的速度為u不再為0，那么整個(gè)求解域的計(jì)算將受到壁面速度u的影響。
表面速度假設(shè)對(duì)整場(chǎng)速度分布的影響最大，以一個(gè)案例來(lái)解釋對(duì)整場(chǎng)速度分布的影響如下圖所示。求解域有一個(gè)進(jìn)口，兩個(gè)出口，最頂部的壁面考慮靜止和移動(dòng)后對(duì)整場(chǎng)速度的影響。
展開(kāi) 三十三、Fluent邊界條件湍流參數(shù)設(shè)置詳解
邊界條件概述</strong></p><p> </p><p><strong>1.1 邊界條件概念</strong></p><p><br></p><p>邊界條件說(shuō)白了就是求解微分方程的某些附加條件，這些附加條件對(duì)計(jì)算邊界做出了要求，比如某個(gè)邊界溫度必須為500K，F(xiàn)luent求解時(shí)必須首先滿足這些要求。</p><p><br></p><p>求解任何微分方程都需要給定兩類(lèi)條件才能求出定解，一類(lèi)是邊界條件，另一類(lèi)就是初始條件。</p><p><br></p><p>Fluent恰巧需要用戶給出這兩類(lèi)條件(實(shí)際上任何數(shù)值軟件如Matlab都需要給出這兩類(lèi)條件)。</p><p><br></p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZy9N2FhkJ4HWNaJA2DPQMlmMoksqiarYia3g2gcIFcX69xUNVFYkus6YERyYGMtlNO7wqAAbgQy3UY9Q/640?wx_fmt=png"> </p><p><br></p><p><strong>1.2 Fluent邊界條件</strong></p><p><br></p><p>Fluent邊界條件類(lèi)型非常非常豐富，僅僅針對(duì)進(jìn)出口邊界，F(xiàn)luent就提供了12種邊界條件類(lèi)型。
展開(kāi) [問(wèn)題討論]Fluent中的邊界條件設(shè)置總結(jié)
7， 進(jìn)口通風(fēng)（inlet vent）：進(jìn)口風(fēng)扇條件需要給定一個(gè)損失系數(shù)，流動(dòng)方向和環(huán)境總壓和總溫。
8， 進(jìn)口風(fēng)扇（intake fan）：進(jìn)口風(fēng)扇條件需要給定壓降，流動(dòng)方向和環(huán)境總壓和總溫。
9， 出口通風(fēng)（out let vent）：排出風(fēng)扇給定損失系數(shù)和環(huán)境靜壓和靜溫。
10, 排氣扇（exhaust fan）：排除風(fēng)扇給定壓降，環(huán)境靜壓。
11，對(duì)稱(chēng)邊界（symmetry）：對(duì)稱(chēng)邊界條件適用于流動(dòng)及傳熱場(chǎng)是對(duì)稱(chēng)的情況。
12，周期性邊界（periodic）：如果我們關(guān)心的流動(dòng)，其幾何邊界，流動(dòng)和換熱是周期性重復(fù)的，那么可以采取周期性邊界條件。
13，固壁邊界（wall）：對(duì)于粘性流動(dòng)問(wèn)題，F(xiàn)LUENT默認(rèn)設(shè)置是壁面無(wú)滑移條件。對(duì)于壁面有平移運(yùn)動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以指定壁面切向速度分量，也可以給出壁面切應(yīng)力從而模擬壁面滑移。
一、速度進(jìn)口邊界條件（velocity-inlet）
給出進(jìn)口速度及需要計(jì)算的所有標(biāo)量值。該邊界條件適用于不可壓縮流動(dòng)問(wèn)題，對(duì)可壓縮問(wèn)題不適用，否則該入口邊界條件會(huì)使入口處的總溫或總壓有一定的波動(dòng)。
展開(kāi) 通過(guò)設(shè)置FDTD邊界條件提高三維結(jié)構(gòu)計(jì)算效率
本篇以AZO-Ag-AZO三層平面薄膜為例，在計(jì)算該結(jié)構(gòu)的透射率、吸收率或反射率等參數(shù)過(guò)程中，通過(guò)不同的邊界條件設(shè)置實(shí)現(xiàn)了計(jì)算時(shí)間和內(nèi)存的縮減，提高仿真效率。
1. 結(jié)構(gòu)布置
2. 模型三維示意圖：中間為Ag層，上下兩層為AZO層
3. 三維FDTD仿真區(qū)域設(shè)定
4. 最常見(jiàn)的構(gòu)造二維周期無(wú)限大結(jié)構(gòu)的方方法是設(shè)置兩對(duì)周期性邊界條件：x min，x max，y min，y max均為periodic。
5. 常見(jiàn)FDTD區(qū)域俯視圖
6. 特殊的，若結(jié)構(gòu)在X或Y方向?qū)ΨQ(chēng)分布，可選擇該方向上的symmetric條件
7. 結(jié)構(gòu)在X方向?qū)ΨQ(chēng)分布的FDTD區(qū)域，只計(jì)算其中一半?yún)^(qū)域的電磁場(chǎng)特征
8. 若結(jié)構(gòu)平面在X和Y方向上均對(duì)稱(chēng)分布，可選其中一組為Anti-symmetric條件
9. 在對(duì)稱(chēng)-反對(duì)稱(chēng)邊界條件的設(shè)置下，僅計(jì)算模型FDTD區(qū)域的1/4
10. 三種情況下分別對(duì)應(yīng)的計(jì)算內(nèi)存要求，依次遞減。
11. 上下AZO層厚度不同時(shí)在550 nm波長(zhǎng)下的透射率譜
總結(jié)：周期性邊界條件的設(shè)定可為特殊結(jié)構(gòu)制定合適的計(jì)算策略，可大大降低模型仿真對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)存的要求，縮減計(jì)算時(shí)間，提高計(jì)算效率，尤其是對(duì)需要大量參數(shù)化掃描結(jié)構(gòu)計(jì)算的情形。
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公眾號(hào):320科技工作室.
展開(kāi) Midas gts nx關(guān)于滲流邊界條件的設(shè)置方式
介紹4種邊界條件
仿真技巧 | Ansys HFSS 3D Layout中設(shè)置邊界條件的方法
2、Layer Stack中的邊界條件設(shè)置
在Layer Stack中對(duì)于邊界條件的設(shè)置都位于Analysis區(qū)域，如下圖，包括Etch，Rough和Solver三個(gè)部分，對(duì)每一個(gè)金屬層，都可以指定這三項(xiàng)設(shè)置。
? Etch：控制本層的橫截面形狀。
Etch factor（蝕刻因子）定義如下：
etch_factor = layer_thickness / (bottom_dimension - top_dimension) / 2
當(dāng)top值大于bottom時(shí)，蝕刻因子為負(fù)，top值小于bottom時(shí)，蝕刻因子為正。在HFSS中，只有信號(hào)層具有蝕刻因子，介質(zhì)層和負(fù)信號(hào)層不具有信號(hào)因子。
? Rough：設(shè)置本層的金屬表面粗糙度。
金屬表面粗糙度與傳導(dǎo)損耗有關(guān)。其中Top，Bottom和Side的表面粗糙度都可以獨(dú)立設(shè)置。對(duì)于Groisse模型，可將表面粗糙度模型定義為值或變量，Groisse是傳統(tǒng)模型，不具有因果性，僅適用于頻域計(jì)算。最大阻抗倍增因子限制為2，對(duì)應(yīng)高度拋光導(dǎo)體表面。傳統(tǒng)項(xiàng)目默認(rèn)使用Groisse模型。對(duì)于Huray模型，還需要設(shè)置Nodule radius和Hall-Huray surface ratio。Huray模型具有因果性。
? Solver控制HFSS 3D Layout在低頻時(shí)對(duì)本層金屬的處理方法。
推薦使用DC thickness，并設(shè)置為Effective，可以在只使用面網(wǎng)格的情況下，準(zhǔn)確計(jì)算金屬的低頻損耗。
文章來(lái)源于南京安世亞太，作者朱秀珍
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有限元仿真分析誤差來(lái)源之邊界條件設(shè)置-動(dòng)載荷
這樣動(dòng)應(yīng)力為
而靜應(yīng)力為
因此就會(huì)有
圖 2設(shè)置
大家可能會(huì)疑惑為什么要設(shè)兩個(gè)加速度條件？即標(biāo)準(zhǔn)重力加速度和加速度，設(shè)一個(gè)加速代替兩個(gè)不行嗎？可以，但是要注意方向。workbench中的Acceleration是利用達(dá)朗貝爾法將動(dòng)力學(xué)變成靜力學(xué)，也就是施加一個(gè)和加速度方向相反的慣性力。而Standard Earth Gravity施加沿重力加速度方向的重力。
圖 3仿真結(jié)果
和理論計(jì)算值相差1%。也就是有加速度動(dòng)載荷之后，應(yīng)力變大。
但事實(shí)卻不是這樣。我們分析這個(gè)問(wèn)題，其實(shí)通過(guò)達(dá)朗貝爾法已經(jīng)將動(dòng)載荷轉(zhuǎn)化為靜載荷了，這個(gè)時(shí)候載荷是不隨時(shí)間變化。而沖擊載荷實(shí)際上是隨時(shí)間變化的外載荷。那隨時(shí)間變化載荷，計(jì)算的應(yīng)力是變大還是變小呢？
二、動(dòng)力學(xué)分析
載荷隨時(shí)間變化，那么就要搬出大家最熟悉的公式了。
省略拉氏變換和反拉氏變換的推導(dǎo)過(guò)程，直接得到結(jié)論如下。
圖 4仿真結(jié)果
可以看出當(dāng)載荷頻率很高，遠(yuǎn)離受試產(chǎn)品的固有頻率時(shí)，引起的響應(yīng)很小。上圖是針對(duì)單自由度系統(tǒng)，現(xiàn)實(shí)中都是多自由度系統(tǒng)，即受試產(chǎn)品具有無(wú)窮多階固有頻率。
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在前處理軟件中應(yīng)完成材料、殼單元厚度、螺栓焊縫等除邊界條件以外的其他設(shè)置。腳本會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)通用接觸（包含接觸屬性，摩擦系數(shù)0.15），除此之外的其他接觸仍需在前處理中設(shè)置好。</p><p class="ql-align-justify">注2：擠壓工況包括X、Y兩個(gè)方向，腳本會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建擠壓柱和剛性墻體，但由于電池pack的尺寸與空間位置不同，擠壓柱和墻體的位置需在abaqus的Assembly模塊中手動(dòng)調(diào)整到合適位置，適應(yīng)不同電池包，再提交計(jì)算。除擠壓以外的其他工況不用做任何修改，直接提交計(jì)算即可。</p><p class="ql-align-justify">注3：有任何問(wèn)題可留言交流，歡迎指出bug</p><p class="ql-align-justify"><strong>附件為腳本文件，并附上國(guó)標(biāo)GB38083-2022供大家參考</strong></p><p><br></p>
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