結(jié)冰模擬的案例
FENSAP-ICE應(yīng)用實(shí)例--多因素影響下的風(fēng)力機(jī)結(jié)冰模擬 ￥69.9
風(fēng)力機(jī)葉片表面的形狀對(duì)風(fēng)能的利用效率影響很大，在高緯度或高海拔地區(qū)的冬季，空氣中的過冷水滴碰到運(yùn)行的風(fēng)力機(jī)葉片會(huì)引起葉片表面結(jié)冰，對(duì)風(fēng)力機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性和經(jīng)濟(jì)性造成嚴(yán)重的影響。
人工為風(fēng)電葉片除冰
葉片大量覆冰會(huì)造成風(fēng)力機(jī)功率損失、機(jī)械故障、墜冰引發(fā)的安全隱患等問題：改變?nèi)~片的氣動(dòng)性能，造成葉輪氣動(dòng)、質(zhì)量不平衡；升力系數(shù)下降和風(fēng)能利用率降低，造成發(fā)電量的損失；阻力系數(shù)增加，導(dǎo)致傳動(dòng)鏈軸向載荷過大；葉片質(zhì)量增加，輪轂轉(zhuǎn)矩增大，影響葉根處疲勞壽命；葉片旋轉(zhuǎn)過程中容易出現(xiàn)冰塊脫落，發(fā)生墜落傷害等事故。
鑒于以上葉片結(jié)冰的巨大危害，所以本文通過仿真方法確定多個(gè)因素對(duì)結(jié)冰的影響，盡可能優(yōu)化設(shè)計(jì)以減少結(jié)冰情況的發(fā)生。另外，通過仿真方法分析結(jié)冰厚度、結(jié)冰位置，為后續(xù)除冰提供指導(dǎo)依據(jù)。
1 仿真前處理
1.1 幾何模型處理
在進(jìn)行數(shù)值計(jì)算之前，往往需要將數(shù)模進(jìn)一步的處理，以方便而準(zhǔn)確地得到數(shù)值解。這部分?jǐn)?shù)模處理工作使用ANSYS SCDM中的建模工具完成。
風(fēng)力發(fā)電葉片計(jì)算域數(shù)模
建立的數(shù)模為典型的方型遠(yuǎn)場(chǎng)。
1.2 網(wǎng)格劃分和邊界條件
網(wǎng)格生成是采用計(jì)算流體力學(xué)方法對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬的基礎(chǔ)，常用的網(wǎng)格分為結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格兩大類。本文工作要借助通用的網(wǎng)格生成軟件FLUENT MESHING生成計(jì)算區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格。該類型的網(wǎng)格尺度容易控制，對(duì)復(fù)雜外形和不規(guī)則壁面邊界的適應(yīng)性強(qiáng)，有助于后續(xù)的流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果的收斂性。
劃分網(wǎng)格需建立相應(yīng)的遠(yuǎn)場(chǎng)邊界面、地面以及葉片表面分區(qū)。遠(yuǎn)場(chǎng)形狀的選取與目標(biāo)體的幾何拓?fù)湫螤钕嚓P(guān)，應(yīng)盡量保證相似性。遠(yuǎn)場(chǎng)和葉片的距離應(yīng)相對(duì)足夠大以避免遠(yuǎn)場(chǎng)對(duì)近壁面區(qū)的影響。葉片截面最大弦長約為4.5m，本文取遠(yuǎn)場(chǎng)與葉片距離為該值的8倍。
展開 fensap翼型結(jié)冰模擬，從畫網(wǎng)格到fluent再到fensap全流程操作教學(xué)視頻及所有文件 ￥400
結(jié)冰翼型（白色部分為冰形）
結(jié)冰前后網(wǎng)格變化對(duì)比
升阻力曲線
全流程視頻教程
飛機(jī)結(jié)冰的那些事（2） Spring-Ice結(jié)冰軟件介紹
特點(diǎn)
和現(xiàn)有結(jié)冰程序相比，Spring-Ice結(jié)冰程序的特點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：
1） 計(jì)算模塊和方法盡可能與Lewice保持一致。
2） 經(jīng)過冰風(fēng)洞試驗(yàn)的校準(zhǔn)，該程序已內(nèi)置合適的時(shí)間步，因此不需要設(shè)置時(shí)間步長等參數(shù)，只需輸入工況參數(shù)即可給出合適的結(jié)果。
3） 單個(gè)冰形的計(jì)算時(shí)間在五分鐘以內(nèi)，計(jì)算效率較高。
4） 程序具有對(duì)大弦長翼型（超過1m）的準(zhǔn)確結(jié)冰模擬能力，優(yōu)于Lewice。
5） 程序具備下冰角的模擬能力。
4. 計(jì)算效果
對(duì)NACA0012、GLC-305、LTHS、NLF0414等翼型典型冰形進(jìn)行計(jì)算，并與冰風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。相應(yīng)計(jì)算結(jié)果如圖1-6所示。
（a）1-1
（b）1-2
圖1 NCAC0012
（a）2-1
（b）2-2
圖2 GLC-305
圖3 LTHS
圖4 NLF0414
最后，對(duì)這款軟件有興趣的企事業(yè)單位，歡迎與工作室管理員聯(lián)系。
展開 隱藏式門把手：在科技感與安全感之間，機(jī)械物理測(cè)試如何破局？
隱藏式門把手的全方位測(cè)試體系
1、環(huán)境可靠性測(cè)試 - 模擬“天地”的挑戰(zhàn)
這類測(cè)試旨在驗(yàn)證門把手能否在車主可能遇到的任何惡劣環(huán)境下正常工作。
極端溫度測(cè)試：
高溫測(cè)試：在80°C以上的高溫艙中持續(xù)放置數(shù)百小時(shí)，測(cè)試塑料件是否變形、電機(jī)是否過熱、電子元件是否失效。
低溫測(cè)試：在-40°C的極寒環(huán)境中測(cè)試。這是對(duì)隱藏式門把手的最大考驗(yàn)。會(huì)模擬結(jié)冰、積雪覆蓋后，門把手的彈出力度和可靠性。測(cè)試人員會(huì)噴灑水霧使其結(jié)冰，驗(yàn)證電機(jī)扭矩能否破冰而出。
溫度沖擊測(cè)試：在-40°C和85°C之間快速切換，考驗(yàn)材料膨脹系數(shù)和電子連接的穩(wěn)定性。
耐腐蝕與氣候測(cè)試：
鹽霧測(cè)試：模擬冬季撒鹽路況，測(cè)試金屬部件和漆面的抗腐蝕能力。
濕熱測(cè)試：在高濕度、高溫度環(huán)境下，測(cè)試電路板是否受潮、短路或霉變。
防塵防水測(cè)試：
IP評(píng)級(jí)：門把手總成通常需要達(dá)到IP6K7（防塵）和IPX7/IPX9K（防水） 等級(jí)。這意味著它要能承受高壓水槍沖洗、暴雨侵襲以及沙塵的侵入，防止內(nèi)部電機(jī)和傳感器失效。
2、機(jī)械耐久性與強(qiáng)度測(cè)試 - 模擬“人手”的考驗(yàn)
這類測(cè)試模擬用戶日常使用以及意外情況下的物理沖擊。
耐久性測(cè)試：
在實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架上，機(jī)械臂會(huì)以不同力度、不同角度對(duì)門把手進(jìn)行數(shù)萬次甚至數(shù)十萬次的循環(huán)“推、拉、按”操作，模擬整個(gè)生命周期的使用磨損。
強(qiáng)度測(cè)試：
測(cè)試門把手在受到意外側(cè)向撞擊、人為惡意掰扯時(shí)的承受極限，確保其不會(huì)輕易斷裂。
振動(dòng)測(cè)試：
模擬車輛在崎嶇路面、高速行駛時(shí)的各種振動(dòng)頻率，確保內(nèi)部的焊點(diǎn)、螺絲和電子連接不會(huì)因長期振動(dòng)而松動(dòng)或斷裂。
結(jié)論
隱藏式門把手絕非一個(gè)簡單的“電動(dòng)玩具”。
展開 
Ansys航發(fā)及燃機(jī)行業(yè)解決方案
飛行結(jié)冰仿真
工程挑戰(zhàn)
‐ 積冰可能堵塞發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道、內(nèi)涵道，增加壓力損失；如果吸入內(nèi)部，會(huì)破壞發(fā)動(dòng)機(jī)部件，導(dǎo)致推力損失、熄火和瞬態(tài)性能的下降；
Ansys解決方案
‐ Ansys(Fensap & Fluent Icing)結(jié)冰將結(jié)冰涉及的流場(chǎng)氣動(dòng)、水撞擊、結(jié)冰、除冰熱傳導(dǎo)載荷計(jì)算通過圖形化界面無縫地連接到一起，整個(gè)過程使用一套網(wǎng)格，且沒有任何經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式的介入，保證了求解的精度。
客戶價(jià)值
‐ 采用Ansys結(jié)冰分析，可以大幅提升公司結(jié)冰仿真模擬的能力，減少費(fèi)用高昂的冰風(fēng)洞試驗(yàn)次數(shù)，縮短研制周期，從而增加公司在同行業(yè)中的競(jìng)爭力。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)飛行結(jié)冰
輸入條件
- 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、飛行條件（p=64463.341Pa, v=110m/s, T=256K）、結(jié)冰條件(MVD=20, LWC=1g/m3)
仿真流程圖
仿真輸出
- 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)在不同飛行結(jié)冰條件下的水收集系數(shù)分布、空間液態(tài)水含量分布、結(jié)冰增長率和積冰冰形等。
燃燒室高保真仿真技術(shù)
Ansys燃燒及反應(yīng)流仿真工具
FLUENT燃燒室 VOF-to-DPM仿真及數(shù)據(jù)壓縮
面臨挑戰(zhàn)
‐ 航空發(fā)動(dòng)機(jī)的噴嘴燃油霧化仿真對(duì)燃燒仿真影響巨大。
展開 