晃動的案例
積鼎CFD VirtualFlow：航空及汽車燃油晃動流體仿真計算及試驗對比
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 基于VirtualFlow的航空及汽車燃油晃動計算及實驗對比
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。
Fluent VOF罐體晃動（一）
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 圓柱形水箱晃動CFD模擬
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 
【ANSYS算例】矩形容器內液體三維晃動模擬
</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。
Fluent VOF罐體晃動（二）
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。
具體的操作與上次推文的罐體晃動（一）一致，只是不再采用命名表達式的方式進行罐體晃動仿真，而是通過UDF編譯，本推文主要對UDF的編譯和加載進行了介紹。該方法的缺點就是無法進行多工況的快速計算，優點則是在開啟能量方程等模型時，能夠通過UDF統一編譯進行處理，提高計算效率。
UDF
1.1 UDF編譯
部分編譯如下，
注意：使用時需檢查符號，因在錄入代碼時采用手敲，不能保證輸入法正確，因此大家錄入時所有代碼要確保全是英文字符。
DEFINE_ZONE_MOTION(vel，omega，axis，origin，velocity, time，dtime )
{
real Am=0.2；
real f=1；
vel[0]=Am*f*2*PI*cos(2*PI*time)；
}
1.2 UDF加載
加載操作如下，首先選擇Build，待編譯成功后，選擇加載。加載成功后，在運動區域的設置中將命名表達式去掉，采用UDF定義運動。
其他設置與上一篇文章完全一致，因此不再闡述。
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展開 基于VPS的流固耦合——液面晃動問題
</p><p><br></p><p><strong>主模型邊界和載荷的創建</strong></p><p>整個模型的邊界條件：需要模擬水瓶迅速的晃動。</p><p>模型采用了強制位移做了加載的載荷，可以實現瓶子先向右再向左移動。整個過程通過曲線進行加載，讓水瓶先向右移動了15毫米，又迅速地回來。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/IH75ianhGibIpiaOOvRXCGPSYL09BuLibevPGQCKQx4zjFfiaZUbF9fOo6CU0ns03kDJibSShn8Xib3udFdcDgPbGRyKw/640?wx_fmt=png&from=appmsg"></p><p class="ql-align-center">強制位移加載曲線</p><p><strong>四、結果后處理</strong></p><p>動畫結果，如下圖所示。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_gif/IH75ianhGibIpiaOOvRXCGPSYL09BuLibevPQAvcYAgUJHniaGYOyjrP11oboppwxEXsnzHbPHZocxqq2quLqSIGkPA/640?wx_fmt=gif&from=appmsg"></p><p class="ql-align-center">動畫結果</p><p>通過動畫結果，可以看到。瓶子晃動了一下之后，由于慣性，瓶中的水也發生了晃動，而且，久久不能恢復平靜。</p><p>文中的模型計算了300多ms，這個時間段內，液面并不能平靜下來，還在慢慢地晃動。如果想要看到恢復平靜的結果，則需要加長計算時間。
展開 2006年會msc.dyran-- VLCC液艙晃動仿真的模型方案研究
VLCC液艙晃動仿真的模型方案研究
VLCC液艙晃動仿真的模型方案研究.pdf
T型槽試驗平臺：重載工況下的“定海神針”，穩到讓振動“自閉”
在重型機械試驗、大型工件檢測、重載設備校準等場景中，“穩”是核心訴求——一旦平臺出現輕微晃動或振動，不僅會導致試驗數據失真、檢測結果偏差，
T型槽試驗平臺：重載工況下的“定海神針”，穩到讓振動“自閉”
在重型機械試驗、大型工件檢測、重載設備校準等場景中，“穩”是核心訴求——一旦平臺出現輕微晃動或振動，不僅會導致試驗數據失真、檢測結果偏差，還可能引發工件移位、設備損壞等安全隱患。而T型槽試驗平臺，正是重載工況下的“定海神針”，憑借硬核的結構設計與材質特性，能實現穩振效果，甚至穩到讓重載運行產生的振動“無從下手、主動自閉”。本文就拆解其核心優勢，講清為何它能成為重載工況的穩控選擇。
很多人誤以為“厚重就是穩”，但重載工況的穩振邏輯遠不止于此。普通試驗平臺即便加厚面板，也難抵御重載沖擊與高頻振動的疊加影響，而T型槽試驗平臺的核心競爭力，在于“材質抗振+結構穩載+T型槽固位”的三重協同，既能承載數百噸甚至上千噸的重物，又能將振動衰減到，為重載試驗與檢測筑牢基準根基。
一、材質硬核：天生的“抗振底子”，振動根本“撞不動”
T型槽試驗平臺的穩振能力，從材質選擇上就奠定了基礎。其核心采用HT250/HT300強度灰鑄鐵，經過自然時效與人工時效雙重處理，不僅強度遠超普通鋼板、混凝土材質，更具備優異的阻尼性能——阻尼系數是普通鋼板的3-5倍，能快吸收重載運行時產生的高頻振動（如工件加載沖擊、設備運行共振），振動衰減率可達70%-90%。
經過時效處理的鑄鐵內部組織致密均勻，無內應力殘留，不會因重載壓或振動沖擊出現變形、開裂，能長期保持平面度穩定。對比普通平臺“振動易傳導、易變形”的短板，T型槽試驗平臺就像一塊“抗振盾牌”，讓振動撞上來就被快吸收、消解，根本無法傳遞到工件或檢測設備上。
二、結構優化：重載壓力“分散卸力”，平臺穩如磐石
重載工況的穩振核心，不僅要“抗振”，還要“穩載”——若壓力集中在某一點，即便材質再硬，也可能出現局部晃動。
展開 CEL方法模擬液面晃動（step-by-step）
液面晃動動畫如下。
workbench, 門板晃動分析
門板通過折頁與殼體連接，如果門板很薄，用手擺動，會有明顯的晃動。怎么用workbench來模擬。
流體動力學模型：油箱的晃動
流體動力學模型：油箱的晃動
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通過SPH方法模擬油箱內油液晃動 ￥5
繼上次通過SPH方法模擬鳥撞飛機座艙后，這次繼續采用SPH方法，模擬油箱內油液的晃動。
材料包括水（油液）和鋁合金（箱體），參數如下：
建模過程與常規ABAQUS仿真一致，不同之處在于：
網格允許轉換為SPH粒子
2.編輯keywords
通過模擬，可以計算出油液從Z方向沖向Y方向，最終又回落到Z方向的過程。
流體動力學模型：油箱的晃動
comsol流體動力學模型(油箱的晃動).pdf
技術講解 | FLUENT儲罐流體晃動模擬
作者：楠胖
來源：本文為楠流坊原創作品，上海安世亞太授權轉載
本教程演示了如何使用FLUENT自定義函數模擬儲罐液體晃動現象。
1．啟動FLUENT并導入網格
（1）Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 2021 R1→Fluid Dynamics→Fluent 2021 R1命令，啟動Fluent 2021 R1。
（2）單擊主菜單中File→Read→Mesh命令，導入.msh網格文件。
2．定義模型
單擊命令結構樹中General按鈕，彈出General（總體模型設定）面板。在SolverTime中選擇Transient，勾選Gravity，Z填入-9.81，X填入自定義函數8[m s^-2]*sin(9[rad s^-1]*t)。
3．設置材料
（1）雙擊A4欄Setup項，打開Fluent Launcher對話框，單擊OK按鈕進入FLUENT界面。
（2）單擊主菜單中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，彈出Create/Edit Materials（材料）對話框。單擊Fluent Database按鈕彈出Fluent Database Materials對話框，選擇water liquid，單擊Copy按鈕確認。
4．設置多相流模型
（1）在模型設定面板Models中雙擊Multiphase按鈕，彈出Multiphase Model（多相流模型）對話框，選擇VOF，勾選Implicit Body Force，單擊OK按鈕確認并關閉對話框。
展開 