晃動
關注創建者：砥力 創建時間：2019-12-24
晃動的視頻教程
罐體內部的液體晃動VOF分析-Fluent
在FLUENT軟件中對罐體內部的液體晃動進行模型，主要講解的內容為 1：罐體運動udf編寫講解； 2：網格劃分； 3：fluent晃動分析設置,包括流動+湍流+自由液面vof設置 4：后處理
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hypermesh-dyna流固耦合--S-ALE水箱晃動
? ? ?1、通過水箱晃動的案例詳細講解LS-dyna公司最新的流固耦合技術S-ALE ? ? ?2、在案例中對傳統的流固耦合ALE和S-ALE關鍵字分別進行了講解，幫助大家更好的掌握流固耦合仿真。 ? ? ?3、同時還涉及到LS-dyna的參數化設置，使用參數化建立流體S-ALE網格區域，并對其中關鍵字的使用進行詳細講解。 ? ? ?4、并對流體域的隨動網格進行了講解。
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晃動的實例教程
圖4 油箱初始狀態
該算例的主要參數如下表所示：
下面給出了VirtualFlow軟件計算得到的燃油晃動結果。通過VirtualFlow，用戶可以輕松地獲得晃動過程中油箱內的油面形態分布（左）以及燃油速度（右）等參數。
圖5
用戶還可以設定任意截面以獲取其上的詳細參數分布。
圖6
此外，通過壓力的積分，用戶可以輕松提取燃油晃動對油箱壁面的沖擊力
算例二：汽車剎車和加速過程中燃油箱晃動的數值模擬
汽車在剎車和加速過程中，油箱內的燃油將前后劇烈運動，燃油對油箱壁撞擊所產生的壓力影響到整個燃油系統的穩定性，此外，燃油與油箱外殼或其他內部零件碰撞產生額外的振動噪聲危害行車安全。本節提供了某型油箱在汽車剎車和加速過程中燃油箱晃動的數值模擬研究。通過該算例可以得到燃油晃動過程中油箱壁的壓力變化以及燃油液面晃動情況，為油箱優化設計提供理論指導。
除了剛體運動外，通過VirtualFlow的體積振蕩力模塊，用戶也可以快速完成燃油晃動問題的分析。如圖所示，體積振蕩力模塊支持用戶自由設置晃動的頻率、相位、幅值和起止時間等參數。該模塊可以在固體靜止的前提下將平移晃動力等效至流場內，從而避免了剛體運動可能帶來的動網格問題并大幅降低了計算成本。
圖8 體積振蕩力模塊
下圖給出了汽車油箱的晃動算例的幾何模型，該油箱通過隔板將油箱分為5個腔室。各腔室通過隔板上的孔洞相連。油箱的晃動頻率為5 Hz，振幅為1.5 m，總計算時長為2.5 s。通過該算例，可以分析隔板對燃油晃動沖擊力的降低效果。
圖9 汽車油箱內部結構
下面給出了上述油箱的燃油晃動結果。可以看出，VirtualFlow軟件可以很好的模擬出油箱晃動的液面波動效果和隔板孔洞之間的流動。
展開 綜上所述，VirtualFlow軟件在燃油晃動領域的應用具有廣闊的前景和巨大的潛力。我們期待該軟件在未來能夠為燃油晃動及相關領域的研究和應用帶來更多的創新和突破。
本案例利用Fluent中的VOF模型，對罐體晃動問題進行了仿真計算。
在罐體晃動問題中，一般需要定義區域速度。目前常用的定義方法有UDF與Fluent命名表達式兩種。本文主要對Flunet命名表達式的方法進行仿真計算。采用該方法的優點是可以將罐體晃動進行參數化計算，這一部分以后再講。
1 FLUENT設置
1.1 導入網格
網格由SpaceClaim軟件生成的結構化網格。
1.2 General設置
由于是晃動問題，此處設置為瞬態計算
1.3 材料定義
因案例只進行簡單模擬，此處添加材料為water。實際情況中要根據具體材料來設置。
1.4 模型設置
采用k-w SST 湍流模型，并開啟VOF多相流模型。VOF模型設置如下，并開啟表面張力，水的表面張力系數定義為常數0.072。
1.5 網格標記
本案例中，水與空氣在罐體中各占一半。因此將罐體下半部分網格進行標記。
1.6 初始化設置
進行初始化，相2的體積分數設置為0。
進行局部初始化，將罐體賦予水相。
進行后處理云圖設置，若如圖所示，可發現存在多相情況，即初始化過程正確，可進一步計算，否則重新進行初始化。
2 定義命名表達式
進行位移振幅設置，命名為Am，定義為0.2m。
設置振動頻率，命名為f，定義為5Hz。
通過上述公式進行速度幅值計算：
對晃動速度進行計算：
3 罐體運動設置
雙擊打開流體域設置，打開Mesh Motion功能，由于罐體在x方向上晃動，因此選擇x方向，點擊vel，將晃動速度賦予罐體內部流體。
4 晃動結果
對罐體晃動情況進行監測，液相分布情況如下。
展開 在剎車和啟動過程中，水對水箱壁撞擊所產生的壓力影響到整個冷卻系統的穩定性，當晃動極為劇烈時，甚至會造成水泵無法吸取到水，壓力變化引起的振動噪聲也是衡量整車舒適性的重要指標之一。因此，水箱晃動一直是發動機冷卻系統開發過程中需要研究的重點問題，需要利用CFD研究水箱在晃動過程中液面分布情況。
本項目利用openfoam軟件對圓柱形水箱晃動問題進行CFD仿真分析。
2. 模型簡化
模擬項目圓柱形水箱長1m，直徑0.4m，水箱容積110升。模型如下圖所示：
圖一：水箱簡化模型
圖二：水箱截面圖
3. 網格劃分
使用snappHexMesh工具對幾何模型進行網格劃分，網格為混合網格（如圖3）。網格具體信息參數如下表1所示：
圖三：水箱網格
4.物性參數
分析所涉及流場介質主要包括水和空氣，液面張力sigma值取0.07N/m，其相關物性參數如表2所示。
5. OpenFoam求解器設置
本項目為求解水箱的兩相流流場，湍流模型選用laminar，需分別設置對應fvSchemes離散方法，fvSolution方程求解方法， setFieldsDict初始場液相體積分數，dynamicMeshDict油箱晃動的動網格參數及求解控制參數。
展開 </span></p><p> </p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> 通過上面公式獲得的前幾階液體自然晃動頻率的理論解見下表1。采用本文介紹的有限元法計算液體的自然晃動頻率及液面晃動形式，兩種計算方法結果的比較見下表1，有限元所得的液面晃動形式見圖2。
晃動的最新內容
四足機器人站立時的自然晃動，使得傳統充電的毫米級精度要求幾乎無法滿足。魯渝能源無線充電系統提供X軸±50mm以上的水平偏移容忍度和垂直距離0-100mm的寬泛工作范圍，機器人僅需漫步至充電區域，無需精確對準，系統即可自動識別并啟動充電。
全密封設計，征服惡劣環境。
痛點三：停靠精度與晃動誤差
四足機器人在完成作業任務后，自動行走到充電區域。然而，不同于輪式AGV的平穩停靠，四足機器人站立時存在自然的晃動和姿態變化。機械臂或連桿式對接需要毫米級的重復定位精度，而四足機器人的機械結構特性注定了它難以做到這一點。對接失敗、反復嘗試、充電中斷，成為家常便飯。
調平過程中，遵循“少量多次”的原則，每次調整墊鐵高度不宜過大，避免“調過勁”導致反復返工；同時用手按壓臺面不同位置，檢查是否有松動、晃動，確保墊鐵與平臺、地面貼合緊密，無懸空情況。
第三步：固定復檢，鎖住精度，避免后期偏移。很多人調平后直接投入使用，忽略了固定與復檢，導致使用中平臺移位、精度流失，前期調試白費功夫。
它具備以下幾個核心特征：
核心一：材質與結構——為吸收振動而生
試驗平臺比較大的敵和人就是“振動”，因為任何多余的晃動都會直接污染測試數據。
高性能材質：通常采用高強度鑄鐵 (如 HT200-300，高和端會用 QT600-3 球墨鑄鐵)。這類材料內部的石墨結構就像無數微小的減震器，天生具有高阻尼特性，能高和效吸收和耗散試驗設備產生的振動能量。
此外，耦合仿真中還通過添加自適應網格關鍵字，模擬熱風加熱過程中的焊腳受力晃動現象，為后期的匹配驗證提供了途徑。
挑戰/需求
熱風焊系統內部流場溫度分布
塑料產品焊腳的熱風焊效果好壞直接影響試驗結果，目前主要靠經驗來調試工藝，試錯成本高，沒有針對性的仿真方法來支持。
識別準確率
點擊精度：坐標偏移 ≤0.5mm（高精度）、≤1mm（通用），邊緣區域無死區、無漂移
壓感梯度：5 級壓力識別無誤判，最小觸發力 0.1–0.3N，最大 5–10N，線性度誤差＜5%
誤觸率：正常佩戴 / 晃動下，誤觸≤0.1 次 / 小時；工業級要求近乎零誤觸
3.
6.鑄鐵平臺配套附件明細
適配2×4米鑄鐵平臺，針對性滿足調平、固定、加固、防護需求，保障平臺穩定運行、延長使用壽命：
- 調整墊鐵：用于精和準調節平臺工作面水平，抵消地面不平帶來的誤差，同時具備輕微減震效果，適配大型平臺的水平校準，避免因平臺傾斜影響檢測、裝配精度；
- 地腳螺栓：與調整墊鐵配合使用，將平臺及支架牢固固定在地面，防止平臺在重型工件操作、設備運行過程中發生移位、晃動，保障作業安全
夾緊操作需遵循“先定點、后夾緊，先輕壓、后鎖緊”的技術原則：先將工件放置在平臺基準面上，用定點塊定點，確保工件位置偏差≤0.03mm；再安裝壓板，壓板與工件接觸處需加裝軟墊（如銅墊、橡膠墊），避免劃傷工件表面，同時使壓板受力均勻；最后逐步鎖緊T型螺栓，鎖緊過程中需多次檢測工件位置，確保無偏移、無翹曲，夾緊后工件無松動，晃動量≤0.01mm。
在裝配作業中，能牢固固定各類工件、設備，避免裝配過程中移位、晃動，提升裝配效率與精度；在焊接作業中，可穩定夾持工件，保證焊縫規整、尺寸準，減少返工；在檢測作業中，能快定點工件，方便多角度檢測，讓檢測更好。
無論是設備生產企業、機械加工車間，還是科研實驗室、檢測機構，鑄鐵T型槽平臺都能適配。它不挑工況、不挑行業，既能滿足輕型作業，也能勝任重型重載任務，真正做到裝配、檢測、焊接一“臺”搞定。
它采用強度厚壁鑄鐵鑄造，鑄件厚度遠超普通鑄鐵平臺，內部加強筋密集且科學布局，形成穩定的箱體結構，整體剛性強，能輕松承載發動機、變速箱、測功機等重型設備，長期運行不彎曲、不下沉、不晃動。同時，鑄鐵材質本身具備良好的吸震性能，能吸收和發動機運行時產生的振動，避免振動傳遞和共振干擾，為傳感器采集數據、發動機性能測試提供穩定的環境，保證測試數據的真實可靠。
