abaqus風(fēng)扇仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-02-27
abaqus風(fēng)扇仿真的視頻教程
基于icem+fluent涵道風(fēng)扇離心風(fēng)扇氣動仿真
本課程從catia模型處理，到icem網(wǎng)格劃分，再到fluent設(shè)置和結(jié)果后處理，詳細介紹涵道風(fēng)扇的仿真過程（MRF方法），可以準確的得到指定轉(zhuǎn)速下，涵道風(fēng)扇的拉力、扭矩、功率、力效、拉力占比等參數(shù)以及相關(guān)的壓力速度云圖、矢量圖，流線圖等！ 同時涵道風(fēng)扇與軸流風(fēng)機基本類似，本視頻包括P-Q曲線的設(shè)置計算和輸出！
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風(fēng)扇流場仿真分析
對某型風(fēng)扇進行有限元建模，開展了仿真分析，catia處理數(shù)據(jù)，ansys meshing網(wǎng)格劃分，fluent分析
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基于Fluent的離心風(fēng)扇及風(fēng)機氣動噪聲FWH仿真分析
本視頻教程主要是講解離心風(fēng)機/風(fēng)扇的氣動噪聲仿真分析，通過fluent的FWH模塊來仿真氣動噪聲，Spaceclaim進行幾何模型的前處理及修復(fù)，流體域和旋轉(zhuǎn)域的建立，然后通過fluent meshing進行非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格劃分，對網(wǎng)格質(zhì)量進行改善，再通過fluent進行求解設(shè)置和穩(wěn)態(tài)計算，再開啟瞬態(tài)計算，開啟聲學(xué)模塊采用FWH做氣動噪聲仿真分析，最后進行后處理；本課程會提供源文件模型3D及幾何處理好的模型文件
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abaqus風(fēng)扇仿真的實例教程
AICFD是由天洑軟件自主研發(fā)的通用智能熱流體仿真軟件，用于高效解決能源動力、船舶海洋、電子設(shè)備和車輛運載等領(lǐng)域復(fù)雜的流動和傳熱問題。軟件涵蓋了從建模、仿真到結(jié)果處理完整仿真分析流程，幫助工業(yè)企業(yè)建立設(shè)計、仿真和優(yōu)化相結(jié)合的一體化流程，提高企業(yè)研發(fā)效率。
一、概 要
1）案例描述
本案例分析的是某軸流風(fēng)扇，模型包含出口導(dǎo)葉流到和轉(zhuǎn)子流道兩部分組成，模擬風(fēng)扇在入口速度為13.06m/s的工況下，風(fēng)扇流場流動分布及風(fēng)扇效率。
本算例演示在STAR CCM+中模擬計算風(fēng)扇的基本過程。
1 問題描述
計算幾何如下圖所示。風(fēng)扇包含20個等間距的以2000 RPM的速度旋轉(zhuǎn)的葉片，風(fēng)扇其他部分保持靜止。空氣以5 m/s的速度從進氣口進入到計算區(qū)域中，并從出口邊界離開。
算例先用運動參考系模型進行計算，后面轉(zhuǎn)為剛體運動模型計算。
2 STAR CCM+設(shè)置
啟動STAR CCM+并新建Simulation
2.1 準備文件及網(wǎng)格
選擇菜單
File > Load，在打開的對話框中加載仿真文件
fan_start.sim
右鍵選擇模型樹節(jié)點
Operations，點擊彈出菜單項
Execute All生成計算網(wǎng)格
生成網(wǎng)格如下圖所示。
注：案例中對進出口區(qū)域進行了拉伸延長。
展開 特別是在軸流風(fēng)扇形狀對噪音抑制方面需要進行更深入研究。目前，軸流風(fēng)葉的設(shè)計主要基于實驗和CFD 技術(shù)，隨著CFD 技術(shù)的成熟和普及，CFD 技術(shù)成為空調(diào)風(fēng)葉結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要手段。本文利用CFD 技術(shù)對不同風(fēng)葉表面形狀和不同葉片外緣翹曲度的空調(diào)軸流風(fēng)葉方案進行仿真分析，然后選擇最優(yōu)方案制作模卡，進行實驗測試，從而驗證CFD仿真結(jié)果。
02
計算模型
本文以某空調(diào)室外機軸流風(fēng)扇為研究對象，對軸流風(fēng)扇結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化分析，提高風(fēng)扇風(fēng)量同時降低風(fēng)扇氣動噪音。風(fēng)扇氣動噪音是空調(diào)外機噪音的一個主要來源，目前為了降低風(fēng)葉氣動噪音，風(fēng)葉外形在逐步進行仿生設(shè)計，例如風(fēng)葉邊緣做成鋸齒狀，風(fēng)葉端面打孔，葉片增加“蜻蜓痣”等方法，通過大量實驗證明仿生設(shè)計可以降低風(fēng)葉的氣動噪音。本文對風(fēng)葉外形進行優(yōu)化設(shè)計，研討風(fēng)葉外形與噪音的關(guān)系。
為節(jié)省計算時間，CFD 模擬僅對風(fēng)扇模型進行分析，研討風(fēng)扇性能。優(yōu)化前風(fēng)葉幾何參數(shù)如表1所示。模型如圖1-3 所示，風(fēng)葉前后端的圓管長度大于10 倍風(fēng)扇外徑，這主要是為了風(fēng)葉進出口端湍流能夠達到充分發(fā)展階段，模型兩端進出口為壓力邊界條件。
展開 下圖列出了NASA研究中的若干降噪方案，分別為使用斜向上的短艙入口設(shè)計（使噪聲向天空輻射而不是地面）、主動噪聲控制技術(shù)、聲襯（被動控制）、前掠風(fēng)扇葉片、彎掠出口導(dǎo)葉。其中葉片的彎掠技術(shù)可以降低轉(zhuǎn)靜干涉而使噪聲降低，且無需增加額外的裝置，深受各大航空發(fā)動機制造商青睞。
盡管NASA做了很多實驗研究，但在設(shè)計流程中，風(fēng)扇噪聲的優(yōu)化迭代還是要靠仿真軟件。針對風(fēng)扇噪聲仿真對標這個細分課題，NASA也有專門的研究。其中較為著名的就是NASA主導(dǎo)，普惠、GE和霍尼韋爾分別參與的靜音風(fēng)扇研究項目。NASA做了一系列實驗，并把實驗數(shù)據(jù)公布與眾，引誘眾多軟件廠商前來對標。
作為氣動噪聲仿真領(lǐng)域的扛把子，PowerFLOW怎會錯過這樣的機會。于是針對NASA SDT（NASA/GE Source Diagnostic Test）項目，PowerFLOW進行了一系列仿真計算，相關(guān)結(jié)果發(fā)表于AIAA。本文展示了其中一部分研究成果，即針對三種不同的出口導(dǎo)葉方案（基本型、低葉片數(shù)方案、后掠的低噪聲方案）進行了研究分析。
下圖分別展示了三個不同方案下，仿真和實驗得到的沿短艙外側(cè)、平行于短艙軸線不同位置處的總聲壓級的對比?？梢钥吹?，PowerFLOW預(yù)測的噪聲指向性分布與實驗基本一致，且絕對值的差異均在2.5dB之內(nèi)。
如果進一步的比較方案效果的話，結(jié)果更令人驚訝，PowerFLOW預(yù)測的低噪聲方案和低葉片數(shù)方案相對于基準方案的降噪效果與實驗的差異基本保持在1dB之內(nèi)，如下圖所示。
而在本次仿真中，還觀測到了一個非常有趣的現(xiàn)象。我們知道，雖然風(fēng)扇的各個葉片在設(shè)計時遵從了相同的安裝角，但由于加工和裝配誤差，每個葉片的實際安裝角會略有不同。而這種裝配誤差卻可能會減弱轉(zhuǎn)靜干涉引起的諧頻噪聲。工程上也有人專門對安裝角進行一定的周向變動，形成“錯頻效應(yīng)”來降低諧頻噪聲。
展開 軸流風(fēng)扇產(chǎn)生的聲音具有兩個獨立且獨特的特征：線譜音調(diào)和寬頻帶。混合方法（使用Lighthill類比和對整個信號進行一次離散傅里葉變換）可以預(yù)測寬頻帶信號，但通常會得到不切實際的高波動噪聲結(jié)果。論文中提出了一種針對風(fēng)扇噪聲問題的一種新的組合方法。與傳統(tǒng)的混合方法不同，該方法具有準確捕獲線譜音調(diào)噪聲并可獲得平滑的寬頻帶噪聲曲線的優(yōu)點。
數(shù)值計算
首先進行非穩(wěn)態(tài)CFD仿真進行。計算域由靜止場和包圍風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)域組成，如下圖1所示。該模型捕捉了所有細節(jié)，例如風(fēng)扇孔口、風(fēng)扇護罩、線圈和百葉窗。在本研究中，線圈被建模為多孔區(qū)域，并應(yīng)用滑動網(wǎng)格方法來計算Actran氣動聲學(xué)模擬所需的非定常CFD結(jié)果。旋轉(zhuǎn)域（風(fēng)扇）的旋轉(zhuǎn)頻率為1118RPM。例子中的時間步長為0.0005s。此次模擬，0.8秒的總時間確保所求最小頻率遠小于37.2Hz（葉片通過頻率）。
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<p><img src="https://img.jishulink.com/202605/imgs/28f8748075fb4464ac2456506772683c"></p><p>在AI智能體快速發(fā)展的今天，各行各業(yè)都在探索如何將AI融入研發(fā)流程，以加速行業(yè)創(chuàng)新。仿真技術(shù)作為產(chǎn)品研發(fā)的核心驅(qū)動力，如何與AI融合，推動仿真流程自動化與智能化演進，高效解決工程實際問題，已成為提升工程效率的重要課題。
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?? 你的核心職責(zé)
項目承接：承接平臺分發(fā)的各類ABAQUS仿真需求，涵蓋結(jié)構(gòu)靜力學(xué)/動力學(xué)、非線性分析（接觸/材料非線性）、熱-力耦合、顯式動力學(xué)（Explicit） 等方向。
技術(shù)支持：根據(jù)客戶提供的模型或圖紙，獨立完成幾何清理、網(wǎng)格劃分、求解設(shè)置、結(jié)果后處理及仿真報告撰寫。
專業(yè)背景：
本科及以上學(xué)歷（優(yōu)秀的在讀本碩博士亦可），力學(xué)、機械工程、車輛工程、材料科學(xué)與工程等相關(guān)專業(yè)
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