周期對稱
關(guān)注創(chuàng)建者：仿真資料吧 創(chuàng)建時間：2023-01-19
周期對稱的視頻教程
基于ABAQUS 之旋轉(zhuǎn)周期對稱結(jié)構(gòu)振動仿真教程
對于如輪盤轉(zhuǎn)子、風(fēng)扇、壓氣機等的旋轉(zhuǎn)周期對稱結(jié)構(gòu)，采用整體模型進行有限元仿真無疑造成了大量的計算代價，因而，如何進行合理的簡化，采用模型的一小部分就可模擬整個模型就變得格外有實際意義。本課程采用周期性對稱的輪盤作為研究對象，取其1/72作為計算模型，采用周期性對稱條件，仿真了整個輪盤的整體振動。目前可確定本課程適用于所有旋轉(zhuǎn)周期對稱結(jié)構(gòu)的整體強度和振動仿真。不足之處請大家多多指點。
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CFD-POST中將周期或者對稱模型恢復(fù)成整體模型的小技巧
基于CFD-Post軟件，以周期性的風(fēng)扇為算例，詳細介紹將周期和對稱模型回復(fù)成整體模型的步驟，以便進行后續(xù)的處理與分析； 有疑問和建議私信我，共同交流進步！
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具有旋轉(zhuǎn)周期性零件強度剛度分析
講解如何在ANSYS workbench中實現(xiàn)具有旋轉(zhuǎn)周期性對稱結(jié)構(gòu)的仿真設(shè)置，包括周期性邊界條件，局部坐標系，周期網(wǎng)格如何設(shè)置，最后講解旋轉(zhuǎn)件離心力作用下如何進行強度，剛度分析。本課程有很好的通用性，方法適合于所有旋轉(zhuǎn)周期結(jié)構(gòu)的仿真，充分利用結(jié)構(gòu)周期性可大大縮短求解規(guī)模和求解時間，具有很強的實用性。
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周期對稱的實例教程
葉輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)周期對稱模型
對稱類型
鏡面對稱：幾何模型關(guān)于一個或多個正交平面對稱。 周期對稱：幾何模型關(guān)于某個旋轉(zhuǎn)軸會發(fā)生幾何重復(fù)。
l如果周期對稱模型在周期對稱面上沒有引起平面外的位移，此時可采用對稱邊界； l
如果周期對稱模型在周期對稱面上有可能會引起平面外的位移，此時則必須采用周期對稱邊界；
導(dǎo)入幾何模型
◇ADINA新版本8.9支持Parasolid模型采用中文路徑及中文名；
◇ 選擇導(dǎo)入后的長度單位為Meter；
建立2D面相關(guān)網(wǎng)格
對于周期對稱模型，相對于旋轉(zhuǎn)軸，在相同位置的重復(fù)面，其徑向、切向及軸向位移是相同的。為了模擬該行為： 1.
1.在該兩個重復(fù)面上生成2D相關(guān)網(wǎng)格，這樣以控制重復(fù)面在相同的空間位置有對應(yīng)的節(jié)點；
2.采用2D面相關(guān)網(wǎng)格以劃分3D體網(wǎng)格；
建立3D體網(wǎng)格
◇ 上圖可見兩個重復(fù)面上的2D面網(wǎng)格數(shù)量是相同的；
◇ 這樣即可利用已有的相同的2D面網(wǎng)格進行3D體網(wǎng)格的劃分，劃分后3D體網(wǎng)格在對應(yīng)的重復(fù)面上節(jié)點在旋轉(zhuǎn)后的空間位置上也是對應(yīng)的；
◇ 把2D面網(wǎng)格刪除掉；
計算結(jié)果
葉輪周期對稱結(jié)構(gòu)的總體位移及等效應(yīng)力云圖
附上in文件及葉片模型
葉片轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)周期對稱模型-01.rar
展開 1 Hypermesh2021，abqus2021，周期對稱cyclic symmetry
（1）hypermesh周期對稱關(guān)鍵字設(shè)置：Tie
（2）導(dǎo)入abaqus提示報錯：
WARNING in the keyword "*tie", file="boundary.inp", line=309891: Parameters defined on cyclic symmetry tie constraint are not fully supported.
（3）分析原因
目前abaqus2021不支持Hypermesh2021提供的Tie。
可以從abaqus2021中看到周期對稱包含的內(nèi)容1、2如下，Hypermesh2021 Tie中參數(shù)不包含2，因此2中內(nèi)容需要在UNSUPPORTED CARDS MIDDLE中定義。
（4）解決方法如下
展開 本文主要介紹ABAQUS在旋轉(zhuǎn)周期對稱結(jié)構(gòu)仿真中的便捷性。在ABAQUS環(huán)境下，通常我們都對結(jié)構(gòu)的強度和振動進行仿真時，都將整個結(jié)構(gòu)模型進行網(wǎng)格劃分，然后進行整體分析。但對于一些結(jié)構(gòu)如光盤、風(fēng)扇、輪胎，甚至是汽輪機轉(zhuǎn)子等的旋轉(zhuǎn)周期對稱結(jié)構(gòu)，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(qū)，將其作為計算模型，進行適當?shù)脑O(shè)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(qū)，如截取其中1/72（即5°）的扇區(qū)如下圖：
將其導(dǎo)出并劃分好網(wǎng)格，再導(dǎo)入ABAQUS中，設(shè)置旋轉(zhuǎn)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(yīng)結(jié)果：
一階一節(jié)徑振型
一階二節(jié)徑振型
………………………………
展開 Cyclic symmetry model
案例：Samcef轉(zhuǎn)子動力學(xué)周期對稱性模型建模
通過本案例學(xué)習(xí)，主要掌握在samcef中對于周期對稱性的模型能夠利用簡便方法快速建模分析。案例使用的完整模型為一個關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸對稱的圓盤轉(zhuǎn)子，建模時只需要對其中15度的扇形區(qū)域進行建模，然后其24倍的對稱模型就能形成完整圓盤轉(zhuǎn)子。另外，在samcef中可以完成更為復(fù)雜的對稱模型建模，稱為“multi-stage cyclic symmetry”。
通過對15度扇形區(qū)域設(shè)置材料屬性，網(wǎng)格劃分，可以得到扇形區(qū)域的有限元模型。在對零界轉(zhuǎn)速求解計算時，只需要在epilogue中輸入一定的命令行，就可以對整個圓盤轉(zhuǎn)子進行臨界轉(zhuǎn)速分析。如下圖，“We can see that the solver detected 69216 degrees offreedom. As we remember the real 3D structure is made of 24 times thiselementary sector, this means that we are calculating here in a few seconds (53on our computer) a structure corresponding to around 700000 degrees of freedom!!”
具體操作文檔見附件。操作視頻：
http://v.youku.com/v_show/id_XODk4OTY3Nzc2.html
sector.zip
展開 在之前的案例中利用周期對稱性對一個圓盤轉(zhuǎn)子的15度扇形進行了建模，并據(jù)此分析了完整圓盤模型的臨界轉(zhuǎn)速。Samcef的另一強大功能是能夠?qū)⑦@種部分模型轉(zhuǎn)化為完整的3位模型，并進行完整模型的模態(tài)計算機三維顯示。
只需要在求解時，同樣在epilogue中輸入一定的命令，并選擇對于求解器進行計算。具體操作步驟見附件。
recombine sector in 3D model.zip
周期對稱的相關(guān)專題、標簽、搜索
周期對稱的最新內(nèi)容
其中涵蓋了使用對流和周期性對稱性的方法。通過這一示例，您將能夠了解對流系數(shù)如何影響溫度變化速率。
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</p><p class="ql-align-justify"><strong>邊界條件、載荷與初始條件的建模</strong></p><p>支撐/邊界條件：位置約束、對稱/周期邊界、滾動/滑移、接觸對的初始條件等。</p><p>載荷定義：集中力、面載荷、體積力、熱載荷、熱邊界條件、壓力、動載、沖擊等。</p><p>初始條件與靜/動態(tài)步的初始狀態(tài)設(shè)置（初始位移、初始速度、溫度分布等）。
摘要
在本案例中，選用常規(guī)的對稱周期膜系作為初始設(shè)計，并通過優(yōu)化膜層厚度，成功設(shè)計出一種通帶為 400–650 nm、截止帶為 676–820 nm 的短波通濾光膜。
應(yīng)用場景
通過優(yōu)化初始結(jié)構(gòu)的厚度，目標是在0°入射時，400-650 nm通過，平均透射率>99% 。676-820nm截止，平均光密度>2.0。
在本案例中，采用多個周期的對稱膜堆作為初始結(jié)構(gòu)，通過拓寬截止帶和減小通帶波紋，設(shè)計出一種能夠在45°入射角下反射可見光并透過紅外光的冷光鏡。
在本應(yīng)用案例中，選用常規(guī)的對稱周期膜系作為初始設(shè)計，并通過優(yōu)化膜層厚度，成功設(shè)計出一種截止波長為 400–490 nm、通帶為 515–1100 nm 的長波通濾光片。
在本案例中，選用常規(guī)的對稱周期膜系作為初始設(shè)計，并通過優(yōu)化膜層厚度，成功設(shè)計出一種通帶為 400–650 nm、截止帶為 676–820 nm 的短波通濾光膜。
本案例中，采用多個周期的對稱膜堆作為初始結(jié)構(gòu)，通過拓寬截止帶和減小通帶波紋，設(shè)計出一種在0°入射使用的熱鏡。
熱鏡能夠透過可見光，同時反射超過90%的近紅外和紅外光，有效減少熱量進入系統(tǒng)，防止因熱積聚而造成投影系統(tǒng)損壞，因此是投影系統(tǒng)中的理想選擇。
在本案例中，采用多個周期的對稱膜堆作為初始結(jié)構(gòu)，通過拓寬截止帶和減小通帶波紋，設(shè)計出一種能夠在45°入射角下反射可見光并透過紅外光的冷光鏡。
在投影機中，光學(xué)薄膜在提高光學(xué)效率和減少光損耗方面發(fā)揮著重要作用，其中冷光鏡是一個關(guān)鍵部分。冷光通過反射光源中的可見光并允許紅外光透過，有助于提高圖像質(zhì)量并減少系統(tǒng)中的熱負荷。
初始結(jié)構(gòu)與指標
設(shè)計一個長波通濾光膜，初始結(jié)構(gòu)為典型的對稱周期長波通濾光片。設(shè)計目標是在0°入射角下實現(xiàn)400–600?nm波段內(nèi)平均透射率低于1%，在670–1100?nm波段內(nèi)平均透射率高于99%。
創(chuàng)建項目
1、在開始選項卡中，用戶可以創(chuàng)建一個光學(xué)薄膜設(shè)計項目。
2、為新項目命名并確認后，將創(chuàng)建一個新的光學(xué)薄膜設(shè)計項目。
Macleod：Edge Filter10個月前
四分之一波長堆棧不容易得到顯著改善，但是Thelen 已經(jīng)表明五層對稱周期是可以作為邊緣濾波器的基礎(chǔ)的，其中p和s偏振邊緣可以重合。嚴格來說，這只是在一個入射角，但經(jīng)驗表明，在一定角度范圍內(nèi)分裂非常小。邊緣濾波器工具可以找到這樣一個對稱的周期，并設(shè)計一個非偏振邊緣濾波器。該工具使用迭代技術(shù)來識別所有可能的組合，并找到通帶寬度和禁帶寬度的最佳組合，但是后者受到一定限制。
