Simerics MP的案例
【免費線上沙龍】基于Simerics-MP+的整車CFD實踐
基于Simerics-MP+的整車CFD實踐
尊敬的女士\先生：
北京合工仿真攜威馬汽車資深CFD工程師劉鋼先生共同舉辦整車CFD分析技術線上沙龍活動，我們誠摯邀請您參與本次技術研討會。
為了縮短研發周期，降低開發成本，CFD技術早已成為汽車開發階段不可或缺的一個環節。汽車CFD主要分整車CFD與動力總成CFD。整車CFD分析主要包括發動機艙熱管理、整車外流場、涉水分析等；動力總成分析主要包括一/三維冷卻系統、一/三維潤滑系統、曲軸箱通風、發動機冷卻等工作。
本次研討會將分享基于Simerics-MP+的整車CFD方案及成功案例，為您提供更優的整車CFD解決方案。對于整車風阻、 機艙通風冷卻、 熱管理、 涉水分析等傳統應用方向， Simerics-MP+在保障并提升計算精度、 計算穩定性的前提下， 在網格前處理、 求解計算等關鍵環節， 可至少提升3-10倍以上的工程效率， 大幅縮減時間周期及成本，并已歷經大量工業用戶親身實測。
來自威馬汽車的資深工程師劉鋼即是國內實測用戶之一，劉工將為您帶來精彩的整車CFD案例分享與實測對比，并總結不同CFD工具在建模效率、計算效率、求解精度之間的差異，期望大家都能通過交流拓展思路、激發靈感，助益研發設計工作的深入開展。
線上沙龍參與須知
時間：2019年6月26日 19:00 - 20:30
報名方式：wx：Uninsim_12
講師介紹
劉鋼：碩士，威馬汽車資深工程師
具備十年以上的熱流體仿真工程經驗。
展開 雙螺桿壓縮機流固共軛傳熱CFD分析 附基于SCORG和Simerics MP 的CFD雙螺桿泵數值模
基于固體溫度模擬結果，利用Simerics-MP+ CFD軟件包中的應變-應力求解器對固體熱應力/膨脹進行了預測。上圖描繪了由于徑向熱膨脹引起的轉子固體位移。該彩色圖例范圍從0到50微米，洋紅色代表高位移，藍色代表低位移。徑向最大位移約為50微米。需要注意的是，本文中的熱膨脹是單向耦合預測。熱膨脹的結果沒有反饋到流體模型中。
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圖10 徑向的熱膨脹
04
小結
基于Simerics-MP+軟件，提出了一種求解共軛傳熱的混合時間尺度耦合方法，并成功地應用于雙螺桿壓縮機的建模計算；
將模擬結果與試驗結果進行了對比，誤差在5%以內，驗證了該方法的可行性和準確性；
對有無共軛傳熱的模擬結果進行了對比，對于該給定模型，耦合傳熱對壓縮機性能的影響很小；
基于溫度結果的單相耦合，對固體熱膨脹程度進行了預測。
下載地址：基于SCORG和Simerics MP 的CFD雙螺桿泵數值模擬和實驗驗證
展開 【CFD專欄】模板化CFD技術及其在壓縮機數值仿真中的應用實踐
02
面向行業應用的模板化CFD分析方案Simerics MP+ 簡介
Simerics MP+是Simerics公司開發的一款專業CFD軟件，包含諸多面向行業應用定制的專業版本。Simerics MP+具備各類壓縮機、泵、閥專業模板，可快速完成網格劃分、計算模型及邊界條件的設置。
Simerics MP+的模板化技術將壓縮機CFD模擬的流程和規范內置到軟件之中，使CFD模擬過程簡單化、規范化，在大幅降低使用門檻的同時，保證了計算結果的高精度及一致性。
此外，Simerics MP+可大幅提升計算效率，與通用CFD軟件相比，通?？商嵘?倍以上的計算速度，從而滿足工程化應用的需要。
展開 淺析離心壓縮機設計與流固耦合仿真
從CAE實現方式來看，主要有雙向耦合和單向耦合兩種方式，考慮到實現難度和計算成本，本文主要介紹基于Simerics-MP+與ANSYS之間的單向耦合過程。即如何利用Simerics-MP+進行壓縮機的熱流場仿真，并結合有限元分析工具進行壓縮機的流固耦合仿真分析，通過離心壓縮機內部流場與葉輪流固耦合強度分析，從熱氣動分析角度研究葉片失效（斷裂等）因素對于葉輪結構設計的參考和優化指導。
壓縮機設計與流固耦合仿真技術路線
本技術方案引入專業的壓縮機參數化設計工具CFturbo，壓縮機熱流場仿真分析工具Simerics-MP+（原PumpLinx），以及有限元分析工具來進行壓縮機的設計仿真優化和結構校核模擬。其中CFturbo與Simerics-MP+之間具備設計仿真的無縫集成接口，即CFturbo設計的方案模型可在CFturbo中直接轉換為Simerics-MP+可用的模型，并自動啟動Simerics-MP+進行熱流體計算，而無需其他的前處理和求解設置工作。
CFturbo與Simerics-MP+無縫集成特征
Simerics-MP+的前身即專業的運動機械仿真工具PumpLinx，對于壓縮機及其他運動機械的熱流場仿真分析而言，由于其內置的壓縮機分析模板、快速高效的前處理和求解功能，使得壓縮機的熱力學模擬過程十分高效，其MPI高并行功能則更加速了這一進程。
展開 
【干貨分享】一種快速的整車外氣動CFD模擬計算方法
3、Simerics MP+ for Vehicle 的解決方案
本文所介紹的應用于整車外氣動CFD模擬的快速方法則是應用Simerics-MP+ for Vehicle的專業應用模板來進行整車外氣動特性模擬，當然該模板同樣可以應用于除霜除霧、涉水、水管理、發動機艙熱管理相關的仿真計算，且同樣具有高效快速的特征。那么該整車專業版的超快方法具體有哪些特點呢：
幾何前處理可節約3/4的處理時間，Simerics-MP+采用自適應二叉樹網格技術，在一定程度上能容忍“爛”幾何，在劃分網格前的幾何修復工作非常少，可直接用原始CAD畫網格，大大節約了工程師的時間，僅此項工作大約可節省工程師3/4的前處理時間； 注意是3/4哦，沒有水分！
展開 壓縮機仿真：補氣式滾動轉子壓縮機的CFD仿真及優化研究
目前，Simerics-MP+可針對客戶的不同應用，提供相對應的解決方案：
Simerics-MP+ for Marine
Simerics-MP+ for Vehicle
Simerics-MP+ for Turbo
Simerics-MP+ for PD
Simerics-MP+ for Valves
Simerics-MP+ for Systems
對于容積式壓縮機的仿真應用而言，可采用Simerics-MP+ for PD專業模塊進行相應的仿真分析，其內置的多種壓縮機應用模板和先進的求解器可快速解決上述技術難點：
Simerics MP+滾動活塞壓縮機模板功能特點：
自動構建滾動轉子區域的結構網格，嚙合間隙可低至微米級別
可自動構建出口閥片與補氣閥片的高質量網格
自動設置滾動轉子的動網格
自動設置出口閥片與補氣閥片的動網格
自動構建出口閥片和補氣閥片流固耦合運動的動力學模型，模擬閥片的打開和關閉過程
Simerics MP+軟件其他特點：
自動提取Nist數據庫真實氣體物性數據
快速求解，高效收斂
圖3 真實物性數據提取
展開 Simerics | 渦旋壓縮機三維瞬態CFD仿真
Simerics-MP+渦旋壓縮機仿真優勢
Simerics-MP+作為專業的旋轉機械CFD仿真軟件，對于渦旋式壓縮機仿真分析具有獨特的技術優勢：
專業的渦旋壓縮機網格模板
針對渦旋壓縮機結構較為復雜，流體域存在變形，其流體域進行結構化網格劃分比較困難的情況，Simerics-MP+配備了專業的渦旋壓縮機模板，保證了轉子在整個中的嚙合質量，特別是對于間隙較小的區域，能夠為渦旋壓縮機一鍵式生成連續的高質量結構化網格。
雙螺桿壓縮機CFD模擬，這樣做才專業！
3 Simerics-MP+解決方案
鑒于上述螺桿壓縮機流固共軛傳熱分析幾何模型、物理現象和運動的復雜性，對CFD分析軟件的選取提出了較高的要求。Simerics-MP+作為專業的運動機械CFD模擬專家，在螺桿壓縮機流固共軛傳熱領域具備獨特的優勢：
Simerics-MP+具備螺桿壓縮機轉子網格導入接口，可直接將螺桿壓縮機轉子部件的網格快速導入并完成動網格設置；
Simerics-MP+引進一種先進的共軛傳熱求解的新方法—混合時間尺度耦合法（Mixed Timescale Coupling method），這種方法可以解決熱量傳播過程中的時間尺度問題，快速獲取可靠結果；
Simerics-MP+內置的應變應力求解器可進行單向流固耦合求解，將轉子壁面溫度反饋到固體結構進行熱應力和熱膨脹變形的求解；
Simerics-MP+具有高效的求解功能，其求解器基于傳統的CFD求解器進行了優化，相較于傳統的CFD工具，其求解速度更快。結合強大的網格技術，Simerics-MP+可以順利進行系統級的CFD分析工作。目前Simerics-MP+在系統級分析領域已積累較多經驗。
4 雙螺桿壓縮機案例
本文以N35無油雙螺桿壓縮機為研究對象，陽轉子的運行速度為6000rpm到14000rpm，陽轉子直徑為127.45mm，陰轉子直徑為120.02mm，兩個轉子之間的中心距離為93.00mm。轉子的長徑比為1.6，陽轉子的包角為285.0度。同時考慮流體域和固體域，以實現兩者之間的共軛傳熱問題。
展開 螺桿壓縮機仿真：Simerics 螺桿壓縮機網格模板介紹
針對螺桿壓縮機結構復雜、泄露間隙小，且仿真過程中存在高質量網格生成困難、耗時長的問題，流體機械和系統虛擬仿真軟件Simerics-MP/MP+配備了專業的螺桿壓縮機網格模板，可以根據螺桿壓縮機結構特點（如：螺桿軸的類型是否存在截面變化、橫向運動方式、間隙尺寸等）一鍵生成高質量的網格。
圖2 螺桿壓縮機一鍵式網格生成界面
Simerics-MP/MP+ 網格技術
高度自適應的二叉樹笛卡爾網格技術：
Simerics軟件擁有自動化的笛卡爾網格生成器，有助于便利的生成CFD求解器可以高效求解的高質量網格。該網格生成器采用專有的幾何等角自適應二元樹（CAB）算法。CAB算法在由封閉表面構成的體域生成迪卡爾網格，在靠近幾何邊界，CAB自動調整網格來適應幾何曲面和幾何邊界線。為了適應關鍵性的幾何特征，CAB通過不斷的分裂網格來自動的調整網格大小，這是利用最小的網格分辨細節特征的最有效方法。
Simerics-MP+運動機械模板網格技術
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針對不同的運動機械模型，提供了一個模板化的網格生成器，通過一鍵式的操作專門生成運動機械轉子部分的網格，如齒輪箱嚙合齒輪、離心泵、新月泵、滾動活塞壓縮機、螺桿壓縮機等的網格。這里主要
介紹Simerics軟件中螺桿壓縮機網格模板的使用。
展開 【CFD專欄】基于CFD仿真、元建模和貝葉斯推斷方法的離心泵優化設計
本文通過Simerics MP+軟件進行瞬態數值模擬，對優化設計的性能進行了詳細分析。研究得出以下幾點結論：
在最佳方案下，觀察到泵輸送性能提高了37%。葉輪半徑內的壓力分布得到了改善。
Simerics MP+軟件具備自動網格生成器和Navier-Stokes求解器，能夠有效地對離心泵空化進行物理建模。
通過優化過程，降低在較高流速的低壓區域而導致的空化問題。
通過敏感性分析，葉片尾緣角度對泵輸送的揚程影響最大。
通過實驗測試，驗證了CFD結果的準確性。
文章來源：合工仿真
【CFD專欄】針對車輛液壓系統離心泵的MRF和瞬態計算方法比較
該文章介紹了使用商用Simerics MP+軟件對離心泵進行CFD分析的兩種不同方法：瞬態（即動網格）方法和MRF方法。此外，還將使用車輛冷卻液液壓系統CFD模擬獲得的流量和壓降數據與臺架試驗數據的結果進行了比較。瞬態方法計算了泵葉片的真實運動，得到了葉片幾何瞬時位置下的瞬時流量解。在MRF方法中，靜止區的流量控制方程在絕對/慣性坐標系中求解，而運動區的流量在相對/非慣性坐標系中求解。該研究針對泵曲線上的監測點，對獨立離心泵的瞬態和MRF 模擬結果進行了比較，并與獨立泵試驗進行了比較。
本文展示內容源自Simerics公司與福特汽車公司在SAE International上發布的文章，主要介紹Simerics India基于專業的CFD軟件Simerics MP+針對控制車輛冷卻液液壓系統的離心泵的瞬態模擬方法與MRF模擬方法的準確性比較。（CFD Analysis of a Centrifugal Pump Controlling a Vehicle Coolant Hydraulic System: a Comparison between MRF and Transient Approaches.）
展開 
【Simerics技術分享】雙螺桿壓縮機注油過程3D動態仿真
總的來說，Simerics MP軟件的VOF模型具有很大的潛力，可以作為分析PD壓縮機兩相流問題的一個非常有用的工具。
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文章來源：多相流在線
Simerics | 雙螺桿壓縮機流固共軛傳熱CFD分析
基于固體溫度模擬結果，利用Simerics-MP+ CFD軟件包中的應變-應力求解器對固體熱應力/膨脹進行了預測。上圖描繪了由于徑向熱膨脹引起的轉子固體位移。該彩色圖例范圍從0到50微米，洋紅色代表高位移，藍色代表低位移。徑向最大位移約為50微米。需要注意的是，本文中的熱膨脹是單向耦合預測。熱膨脹的結果沒有反饋到流體模型中。
圖
10 徑向的熱膨脹
小 結
基于Simerics-MP+軟件，提出了一種求解共軛傳熱的混合時間尺度耦合方法，并成功地應用于雙螺桿壓縮機的建模計算；
將模擬結果與試驗結果進行了對比，誤差在5%以內，驗證了該方法的可行性和準確性；
對有無共軛傳熱的模擬結果進行了對比，對于該給定模型，耦合傳熱對壓縮機性能的影響很??；
基于溫度結果的單相耦合，對固體熱膨脹程度進行了預測。
文章來源：合工仿真
展開 工程軟件研發技術和服務提供商-上海冪知科技
</p><p> </p><p>l <strong>CAE集成和二次開發（接口開發、功能擴展、仿真自動化）</strong></p><p>針對CAD/CAE軟件（Catia / UG/ Creo/ Inventor /Star-CCM+ / Ansys/ Fluent / Hypermesh / Ansa/ Natran/ Amesim / Magnet /maxwell/ Matlab / isight / actran / simerics MP / … ）進行二次開發，實現建模、網格劃分、編輯設置、求解控制、結果提取后處理等全過程仿真過程的自動化。</p><p>1.提高企業對于CAD/CAE軟件應用水平，提高企業的產品設計效率，增強企業競爭力；</p><p>2.易于擴展、可集成超算、一鍵提交獲得報告，實施快，效果、流程固化、減少重復勞動、提高研發效率；</p><p>3.采用企業最佳實踐，在速度提升的同時，減少錯誤與返工、完全符合企業標準，提升仿真一致性；</p><p>4.應用面廣：可以應用航空航天、汽車、能源、通用機械、電子電器等行業。</p><p> </p><p> 有興趣的朋友可以郵件我 xuyf@mizhitech.com。</p><p><br></p>
展開 泵仿真：隔膜泵的流體仿真方案
▲變形區域定義
4.3 物理模型
根據液動隔膜泵的運行特征，Simerics MP+調用如下物理模型：
湍流模型
全空化模型
4.4 隔膜泵流場仿真效果展示
下方為隔膜泵內空化效應預測和流場壓力動畫，隔膜泵進出口閥門匹配性不好的情況下，泵內的流動損失、空化等均會比較嚴重，本案例中泵閥的匹配性有待優化。
