周期旋轉的案例
旋轉周期性含液容器的流固耦合動力特性分析(Ⅰ)
旋轉周期性含液容器的流固耦合動力特性分析(Ⅰ)
旋轉周期性含液容器的流固耦合動力特性分析(Ⅰ).PDF
旋轉周期性含液容器的流固耦合動力特性分析(Ⅱ).PDF
基于ABAQUS的旋轉周期對稱結構振動仿真
本文主要介紹ABAQUS在旋轉周期對稱結構仿真中的便捷性。在ABAQUS環境下，通常我們都對結構的強度和振動進行仿真時，都將整個結構模型進行網格劃分，然后進行整體分析。但對于一些結構如光盤、風扇、輪胎，甚至是汽輪機轉子等的旋轉周期對稱結構，我們則不必對整個模型進行建模，而是可以截取其中的一個扇區，將其作為計算模型，進行適當的設置便可進行整個模型的振動仿真。
以一個空心盤為例。如下圖所示：
若我們對這個模型進行強度與振動仿真，我們只需截取其中的一個扇區，如截取其中1/72（即5°）的扇區如下圖：
將其導出并劃分好網格，再導入ABAQUS中，設置旋轉周期對稱條件便能仿真整個盤的振動了。具體視頻操作見鏈接：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10169
在這給出視頻中的相應結果：
一階一節徑振型
一階二節徑振型
………………………………
展開 旋轉機械的周期性網格劃分與CFD數值分析
attention：此葉輪之所以能劃分出60°周期性網格，是因為葉片數為6，所以無論以怎樣的60°角度去切，其左右部分旋轉60°后是都可以重合在一起的，即其各種計算參數都是一致的 即 P:left=P:right
葉輪1.jpg
葉輪2.jpg
分割成60°周期模型.jpg
截圖23.gif
網格放大圖1.jpg
截圖26.gif
進口邊網格細化
截圖27.gif
葉輪主流區域網格劃分，葉輪的左邊兩塊和右邊兩塊區域都是一一對稱的，這也是能夠進行周期計算的原因
截圖29.gif
截圖30.gif
截圖01.gif
壁面附近相對速度矢量分布放大圖
展開 hypermesh中齒輪等周期特征結構的旋轉陣列方法 ￥5
熟悉hypermesh基本操作的同行都知道，對于很規則的回轉體，可通過3D中spin命令基于面網格或體網格表面節點旋轉一定角度即可得到規則的回轉體網格。
但是當遇到回轉體是由n個局部特征結構組成時，無法用spin命令。如使用Tool中rotate命令，則要反復操作，尤其當n比較大時，操作繁瑣費時。本貼提供了一種基于tcl語言編制的旋轉命令，網格一次性旋轉得到。
如下示意的一種局部結構，需要再局部旋轉71次才能形成回轉體，當然利用對稱性可以減少次數。這里直接提供旋轉命令，一次性完成。
最后效果：（一次性旋轉陣列完成）。
展開 
ANSYS Mesh中創建周期邊界
在CFD計算中，周期邊界應用非常廣泛。Mesh模塊作為ANSYS Workbench中的御用網格生成模塊，如何利用mesh模塊構建周期網格，就顯得非常重要。
周期網格分為兩類：旋轉周期及平移周期。在ANSYS Mesh模塊中，利用坐標系來區分這兩類網格類型。周期網格區域要求周期面上網格節點一一對應，在ANSYS Mesh模塊中，可以很方便的通過Symmetry功能模塊中的Periodic Region功能達到這一目標。本例描述了如何在ANSYS Mesh模塊中創建周期網格的步驟，在workbench中的項目結構如圖1所示。
圖 1項目組織結構
一、幾何模型
本例包括兩個計算模型，分別對應旋轉周期與平移周期，為方便起見，這里使用最簡單的幾何模型。如圖1，圖2所示分別為旋轉周期幾何與平移周期幾何。網格劃分完畢后均用fluent進行測試。
圖 2旋轉周期
圖 3平移周期（A面與其對邊的面）
二、旋轉周期邊界
雙擊A2單元格，進入mesh模塊。
在進行旋轉周期邊界創建之前，需要創建柱坐標系。如圖4所示，在屬性菜單Coordinate System上點擊右鍵，選擇子菜單Insert，在彈出的子菜單中選擇Coordinate system，創建新的坐標系。
圖 4插入坐標系
進行如圖5所示設置。選擇type為Cylindrical創建圓柱坐標系，origin設置為你的旋轉中心，principal axis為徑向坐標，orientation about principal axis為軸向坐標，自己根據實際情況設置。最關鍵的是旋轉中心。
圖 5坐標系創建
在Model上點擊右鍵，選擇 Insert > Symmetry，插入對稱。
展開 FBD型礦用軸流式通風機葉輪氣動噪聲的數值分析
圖9 二級葉輪旋轉區域不同截面各計算點的最大噪聲分布圖
5 結 論
1) 通過對FBD系列，額定功率為55kW，額定轉速為3000r／rain ，額定壓力為5050Pa的礦用軸流式通風機葉輪旋轉區域的噪聲模擬數值分析得出一級葉輪的氣動噪聲主要由因葉片周期旋轉引起的離散噪聲 即旋轉噪聲組成；二級葉輪由于紊流絮亂導致渦流噪聲明顯從而使得二級葉輪的氣動噪聲主要由旋轉噪聲和渦流噪聲組成。
2) 葉輪旋轉區域，在遠離軸心中即葉根到葉尖的過程中，噪聲計算點的最大聲壓級先增大后減小。對一級葉輪而言，葉片前緣噪聲略大于后緣；二級葉輪葉片的后緣噪聲略大于前緣
文章來源：正麥科工CAE
展開 ICEM-葉輪機械
對于大多數葉輪類似的網格劃分，需要注意使用周期性旋轉，以及網格的合并檢查。（PS：我的這個文檔都是說一些關鍵的部分，細節還得在于自己的理解和操作）
記錄貼——關于ICEM周期網格導出問題
問題描述：在通過ICEM將成周期幾何劃分一個周期的網格后，且將按照周期性旋轉之后在導出網格后依然出現僅有原本的那部分網格？
其實，就是導出的網格不是全部幾何，只有一部分
這問題其實是由于對周期面沒有正確處理，因此對周期面進行正確處理是解決問題的關鍵
下面介紹具體步驟：
將劃分完一個周期網格的兩個周期面分別劃分到兩個Part中
旋轉復制一個周期的全部網格，需要注意的是周期面的網格也要同時旋轉
之后旋轉后的網格是可以直接輸出的，不過為了去掉中間的周期面是可以直接刪除周期面的Part
以上方法在ANSYS CFX中做過測試，另在Fluent中也是可以的
展開 大客車空調壓縮機懸置機構優化仿真
在壓縮機總成質心處施加周期正弦載荷模擬壓縮機自身振動激勵[10]。
發動機振動激勵主要是曲軸產生的周期旋轉速度產生的振動，其振動頻率和發動機點火頻率相同，該激勵源的波動部分可用一組簡諧波疊加表示為[11]
式中nc為曲軸穩態轉速；i 為曲軸轉速階次；Ai和φ 為曲軸第i階轉速幅值、相位。
綜合采用的發動機和壓縮機，曲軸轉速波動函數為
建立動力學模型如圖6所示。
對壓縮機總成—發動機模型進行仿真分析，對比改進前后壓縮機質心Z 向位移和繞壓縮機曲軸角加速度值如圖7、圖8所示。
改進懸置機構后，壓縮機質心Z 向位移振幅明顯下降，繞曲軸角加速度幅值也大大下降，表明改進壓縮機懸置機構后壓縮機振動有較大降低。
基于ADAMS/view得到優化前后三個懸置支反力、壓縮機質心Z 向位移和繞壓縮機曲軸角加速度，如圖9—圖12所示。
優化后三個懸置支反力幅值都有下降，尤其是后懸置支反力。壓縮機質心位移振動幅值有所下降，繞曲軸角加速度幅值下降比較明顯。
5 結語
（1）對目前國內常用的壓縮機懸置機構進行改進，基于動力總成懸置設計理論對壓縮機總成懸置進行設計，仿真結果表明改進后的懸置機構隔振性能明顯提升；
（2）以系統解耦率為目標函數，對壓縮機總成—發動機模型懸置系統進行優化設計，取得較好效果，證明這種優化方法的可行性。
作者：陳述，范讓林，梁策
作者單位：（北京科技大學機械工程學院，北京100083）
來源：噪聲與振動控制
展開 從TurboGrid BladeGen文件開始rotor37建模——Python腳本 ￥22
TurboGrid導入/ BladeGen導出文件包含輪轂（hub.curve）、輪緣（shroud.curve）和葉片型線（profile.curve）三個文件，幾何單位為cm，rotor37葉片數為36，旋轉軸為Z軸。
由于初衷是想建立單流道的模型，類似于TurboGrid中那樣的形式，可以實現周期面的創建（按照葉片數量將全周切分單周期），然而沒有成功…思路應該是按照各層葉型的中弧線延長到進出口來得到周期面，然后按照葉片數得到的單周期角度復制一個切分開，得到單流道模型。
不過rotor37這個模型的輪轂（hub.curve）、輪緣（shroud.curve）數據比較特殊，剛好是按照葉型中弧線輸出，而且方向與葉型變化的方向是一致的，所以剛好可以用來創建周期面
輪轂hub.curve處理步驟，讀取點文件并存入列表中，根據點創建NurbsCurve曲線（非均勻有理B樣條曲線），創建曲線后旋轉單周期的角度(360/blade_number)生成輪轂面。
展開 三十四、Fluent液體噴霧蒸發模擬
Iso-Values：輸入15
10.2 速度云圖
想要出現入口方向箭頭，需要勾選Draw mesh
速度云圖
10.3 旋轉環形空氣流跡線
周期性顯示設置
View-views-Periodic Repeats-Define
單擊Define，顯示下圖，
從Associated Surfaces 選擇 atomizer-wall
Periodic Type 選擇 Rotational
Number of Repeats設置為12
注：這部分的設置主要是顯示周期性網格，從Associated Surfaces中選擇某些面表示對這些面進行周期性顯示，Periodic Type 選擇 Rotational 表示旋轉周期，Number of Repeats設置為12表示顯示12個周期，由于模型只有30°，因此12個周期為一個完整的圓。
pathlines顯示
Results → Graphics → Pathlines → New...
Draw mesh主要是為了顯示部分物理模型，Path Skip設置為5，用于簡化跡線數量。Release from Surfaces 選擇swirling_air，表示顯示swirling_air部分的跡線
11.創建Spray Injection
Physics → Models → Discrete Phase...
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ICEM-離心風機結構化網格
對于離心風機的結構化網格，可以劃分單獨一個葉片的周期，進行旋轉陣列復制；該難點在于葉片位置，比較薄，可以考慮用面關聯處理。
【虹科案例】虹科數字化儀在多通道、多功能測試和測量系統中的應用
三個霍爾效應傳感器數字輸出將旋轉周期分成六個子周期，每個子周期對應 60° 的旋轉。圖底部的彩色方框顯示了電機電樞單次旋轉期間出現的六個傳感器輸出狀態。霍爾效應傳感器允許電機控制器確定電機速度和角位置。它使用六個傳感器狀態來換向電機繞組以保持旋轉。32 位寬的數字 I/O 模塊還可以研究并行數字總線，如圖 5 所示。
數字信號可以按位或總線視圖顯示。總線視圖注釋可以十六進制、八進制、二進制或有符號或無符號十進制格式顯示。
03
科學與技術
一些電子設備，如放大器、濾波器、接收器和數字接口，必須外部激勵才能進行測試，它們需要信號源和測量儀器。虹科模塊化數字化儀和模塊化任意波形發生器 (AWG) 提供多個源和測量通道，可在帶寬、采樣率和內存中進行配置。將這兩種產品組合在一個系統中提供了一種非常經濟高效的方式來滿足廣泛的測試要求。此示例使用由虹科 M2p.5968-x4 16 位數字化儀和 M2p.6568-x4、8 通道 125 MHz、16 位任意波形發生器組成的激勵響應測試系統。
展開 旋轉機械振動測量知識
2
運動形式
主要有兩種運動形式：
旋轉運動：動力源、傳動部件、旋轉的運動部件、軸承的內圈和滾珠等；
往復運動：內燃機內部的凸輪活塞、磨床的運動部分。
3
常關心零件
常常關心的零件有：轉子、轉軸、齒輪、軸承、葉片等。
旋轉機械振動特點
1
強迫振動
周期性的強迫振動；
往復運動：轉子質量偏心（不平衡）、不對中、油膜非線性力；
松動：摩擦、碰撞等；
共振。
2
以轉速為參考
基本周期：旋轉周期→轉頻，一般以轉速形式呈現。
展開 汽車CFD分析中，車輪旋轉不同模擬方法的比較研究
此外，從圖5中可以看出，車輪旋轉對上半身幾乎沒有影響。這意味著升力差異主要與底部壓力有關。圖6表示車身底部的中心線C P. 實驗數據也包含在內。
在該圖中，示出了實驗數據與所有三種模擬方法不一致，尤其是在車身底部的中間部分。它可能來自實驗裝置（例如車輪支柱）。三種方法之間的壓力差異不是太大，但仍然值得注意。在大多數地區，MRF計算的壓力高于其他兩個，但低于后車身的MW。此外，SM的壓力幾乎是整體車身的最低壓力。這些特征對應于上面的車身升力結果。
表6不同部位的升力系數
圖6車底壓力系數
圖7表示平面上的速度大小z = -0.07m，它位于車身底部正下方。在中心區域，SM的速度高于其他兩個，但這并不重要。然而，在車輪尾跡中，SM的結果明顯更高，并且尾流結構似乎也受到影響。因此可以得出結論，與SM方法相比，其他兩種方法的底部速度略低，這可能導致靜壓和流動拓撲的差異。然而，這種速度差異的機制仍不清楚。它將在未來進行探索。
此外，除時間平均結果外，不穩定升力系數也是復雜的。圖8顯示了在5個車輪旋轉周期（收斂后）中由SM方法計算的升力系數變化。
在圖8中，應該提到兩個有趣的現象：
1.升力系數在很大的范圍內振蕩，大約50-60計數。
2.升力振蕩的時間還包括大約5個完整的周期，這與車輪旋轉相同。
應該指出的是，這兩種現象都可以在兩種車型上找到。所以他們可能不僅僅是巧合。對于第一種現象，可以假設差異是由輪輻的不同位置引起的。為了驗證這一假設，進行了兩次額外的穩定模擬：一次是MW，另一次是MRF。與以前的情況不同，這兩種配置的車輪都是相反的（旋轉180°）。不同的車輪如圖所示。
結果顯示在表7。
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