時域瞬態計算
關注創建者：OpLan 創建時間：2020-04-01
時域瞬態計算的視頻教程
基于workbench熱固耦合瞬態動力學疲勞計算
采用 workbench transient thermal 和transient structural模塊，編寫雨流載荷譜，導入到疲勞分析模塊，完成熱載荷（溫度函數、對流、輻射、熱流）和結構約束與載荷（tabular data）的加載，解釋疲勞的設置方法和設置原因，完成疲勞的計算。
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時域瞬態計算的實例教程
時域分析是指在時間域內研究系統在一定輸入信號的作用下，其輸出信號隨時間的變化情況。 控制系統的輸出響應是由和兩部分組成。 系統在某一典型信號輸入作用下，其系統輸出量從初始狀態到穩定狀態的變化過程。瞬態響應也稱動態響應或過渡過程或暫態響應。 ：系統在某一典型信號輸入的作用下，當時間趨于無窮大時的輸出狀態，穩態響應有時也稱為靜態響應。
自控2011第3章_時域瞬態響應分析.pdf
前幾天做了Virtual Lab的聲學計算，很不錯，有限元邊界元都很好用。做的時候遇到一個問題，對于時域邊界元碰撞傳感器的例子，剛開始按照李增剛書上的步驟做完后看不到云圖，經過仔細琢磨后發現是云圖數值范圍設置不合理，李增剛書上也沒有講，在這里和大家分享一下經驗。
在計算完成顯示云圖后，雙擊數軸，然后將Imposed max設置為1000，Imposed min設置為-1000，這樣云圖顯示就很漂亮了。
本案例利用Fluent中的滑移網格模型（RBM)，對螺旋槳敞水水動力性能問題進行了瞬態仿真計算。該案例僅對4119槳的瞬態計算進行了簡單演示，其余的旋轉機械的仿真設置與本案例基本一致，可按照該案例進行相關設置。
本文僅計算了進速系數為0.4的工況，計算結果與相關實驗較為接近。
與Fluent MRF 旋轉機械（一）的結果相比，瞬態計算結果與實驗值更為接近。
1 workbench 設置
1.1 選擇流體流動（帶有Fluent 網格劃分功能的Fluent）和流體流動（Fluent）
由于用的版本較老，因此無法通過一個fluent建立interface，此處為了利用fluent meshing劃分網格，采用了三個fluent模塊。分別進行外部流場網格劃分、內部流場網格劃分和流場計算。
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
左邊為入口，右邊為出口。
下圖為外部流場幾何圖。
下圖為內部流場幾何圖。
3 FLUENT MESHING設置
采用了Fluent meshing進行前處理，采用多面體的方法對體網格進行劃分。由于穩態計算結果比較可信，此處選擇了相同的劃分的方式與尺寸。
4 FLUENT 設置
4.1 General設置與網格導入
首先將保存的外部流場網格導入。然后通過附加case文件的方式，將內部流場網格導入。
由于是瞬態求解問題，此處設置為瞬態態計算模式。
4.2 滑移條件設置
其他的條件設置與Fluent MRF 旋轉機械（一）一致，因此相同的設置不再闡述，僅有內部流場網格部分不一致。因此對內部流場網格進行了重新設置。
4.3 計算設置
進行初始化，以0.0001s的時間步長進行計算。
開啟阻力監測，本案例阻力尚未達到穩定，但已經超過274N。推力仿真表現已優于MRF的計算結果。
展開 偽瞬態作用</strong></p><p> </p><p><br></p><p>為什么要使用偽瞬態的算法？偽瞬態的作用實際上是增加收斂性的，當你的穩態計算收斂性不好時，可以將穩態計算更改為偽瞬態計算，收斂性會增強。</p><p><br></p><p>當然還可以通過前面所說的降低松弛因子的方式來增強收斂性。</p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/8tJMdLVYZyicQWyfWYsh1PFR1SIK7PZ1OCzyr0lAiby5CoIPzA1zY6JXOj2wgdTiapmQxV27Tkp5ARfACCfSDeFIw/640?wx_fmt=jpeg" width="100%"> </p><p><br></p><p>但是，偽瞬態并不是真正的瞬態，它雖然會出現時間步長這種概念，但是在每個時間步長并不收斂，而只是最終的計算結果收斂，因此當計算只考慮穩態結果時可以使用偽瞬態算法，而如果考慮某時刻的結果，則必須使用瞬態算法。</p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/8tJMdLVYZyicQWyfWYsh1PFR1SIK7PZ1OT8uDAu5DSBfPSFVsSzuPY7mznSNZWCicSR3I6GGd5qE1XN7Wiaw5a3CA/640?wx_fmt=jpeg" width="100%"> </p><p><br></p><p><br></p><p><strong>1. 使用條件</strong></p><p> </p><p>對于穩態計算，當使用基于壓力的耦合求解器coupled或基于密度的隱式求解器Implicit時，可以選擇偽瞬態的方式求解計算。
展開 【熱仿真】穩態和瞬態計算方法 ￥20
序號
符號
示意
Card image
示意
數值
單位
1
E
Young’s modulus
MAT1
楊氏模量
210000
MPa
2
NU
Poisson’s ratio
泊松比
0.3
/
3
RHO
Material density
密度
7.85*10^-9
t/mm^3
4
A
Thermal expansion coefficient
線膨脹系數
1*10^-5
/℃
5
K
Thermal conductivity
MAT4
導熱系數
73
mW/(mm·℃)
6
H
Heat transfer coefficient
傳熱系數
0.040
mW/(mm^2·℃)
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本案例利用Fluent中的滑移網格模型（RBM)，對螺旋槳敞水水動力性能問題進行了瞬態仿真計算。該案例僅對4119槳的瞬態計算進行了簡單演示，其余的旋轉機械的仿真設置與本案例基本一致，可按照該案例進行相關設置。
本文僅計算了進速系數為0.4的工況，計算結果與相關實驗較為接近。
與Fluent MRF 旋轉機械（一）的結果相比，瞬態計算結果與實驗值更為接近。
1 workbench 設置
1.1
<p><strong>0. 偽瞬態作用</strong></p><p> </p><p><br></p><p>為什么要使用偽瞬態的算法？偽瞬態的作用實際上是增加收斂性的，當你的穩態計算收斂性不好時，可以將穩態計算更改為偽瞬態計算，收斂性會增強。</p><p><br></p><p>當然還可以通過前面所說的降低松弛因子的方式來增強收斂性。</p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn
背景
簡介
Background profile
離心泵廣泛應用于汽車工業中不同的熱流體系統
噪聲仿真計算分穩態計算和瞬態計算，穩態計算過程中不考慮壓力脈動對排氣端體消聲特性的影響，瞬態計算過程中必須考慮壓力脈動對排氣端體氣動聲學的影響，用非穩態方法計算流場，并將流場所計算出來的結果在仿真過程的每一個時間步中輸出時域壓力脈動作為瞬態計算的外界激勵源，如圖11所示。
找不到一致的初始值。
分段函數超出范圍
最后一個時步不收斂。
有哪位大神可以幫我解答一下，萬分感謝！！！跪求！！
Fluent具有豐富的物理模型、先進的數值方法和強大的前后處理功能，在航空航天、汽車設計、石油天然氣和渦輪機設計等方面都有著廣泛的應用。
1. 前處理
在fluent計算前應先設置流域的各個邊界面（例如壓力出口、壓力入口以及想要監測數據的面等等），這里以ANSYS的workbench界面做一個相關展示。本算例模型來源于航空航天領域的伺服閥前置級的部分射流流域（尺寸、形狀做了相應簡化）。
圖
來源：SH赫普
Nastran簡介
Nastran是美國國家航空航天局（National Aeronautics andSpace Administration，簡稱NASA）為滿足當時航空航天工業對結構分析的迫切需求主持開發大型應用有限元程序。該系統稱為NASA Structural AnalysisSystem，即Nastran。MSC公司自1963年開始從事計算機輔助工程領域CAE產品的開發和研究
序號
符號
示意
Card image
示意
數值
單位
1
E
Young’s modulus
MAT1
楊氏模量
210000
MPa
2
非均勻入口流速瞬態計算，相關設置都在fluent的case文件中
%% 多自由度系統瞬態響應分析,New-mark Beta，適用于非比例阻尼，非線性剛度，非線性阻尼;
%% Inputs:
% K Stiff matrix
% C Damping matrix, Structural Damping will be transformed to viscous
% damping.
% M Mass matrix
% fi_set Force excitation
