abaqus葉輪仿真的案例
葉輪機械設計仿真優化
然而，在 NUMECA軟件平臺中,具有專業的多物理場耦合 Ipcc方法、氣動噪聲分析 FINE/VNoise、葉輪參數化擬合及造型 AotuBlade、優化平臺 FINE/Design3D，使得NUMECA成為目前唯一的一體化的葉輪機械設計分析優化平臺。
其他諸如 Fluent、 Star CCM+等通用CFD求解器，也能較好的提供葉輪機械氣動仿真解決方案，相比具有具有專用模塊的CFX和 NUMECA,通用CFD求解器在葉輪機械仿真前處理、求解和后處理過程中，效率較為低下，精度和準確度相對低一些，計算開銷較大。這里需要大家腦補一下周期性計算、B2B拓撲調整、子午展開等概念。
葉輪機械設計仿真優化從業者要想在該領域內閑庭信步，并顯得毫不費力，需要深厚的理論知識、豐富的工程經驗和設計仿真軟件使用精通三個維度的加持。
工欲善其事，必先利其器，選擇幾本理論書籍、積累工程經驗、選擇一款優秀的設計仿真軟件，是我們通往葉輪機械設計仿真優化成功的必經之路。
另外，大型葉輪機械CFD微信群已建立，已有320多人參加，高效研究所企業仿真機構各路大神等你來哦，微信號見評論。
展開 葉輪機械仿真前處理的那些事（Ⅰ）
1 概述
葉輪機械的CFD仿真與通用CFD仿真過程沒有什么不一樣，同樣包含前處理、求解設置、后處理三大過程。由于葉輪機械的特殊性，諸如旋轉周期性、動靜葉片干涉等，使得葉輪機械的CFD仿真相比通用CFD仿真難度有所增大。
前處理過程一般包含幾何模型的處理和網格劃分兩方面內容，現在通過引入一個具體問題，來討論下幾何模型處理。
2 問題描述
已知數據：葉片三維模型和子午設計圖，子午視圖重顯示，葉片葉頂間隙為1mm（單邊間隙），圖如下所示。
便捷、快速、精準的葉輪機械專用仿真軟件TCFD
Turbomachinery CFD (以下簡稱TCFD) 是一款專門針對葉輪機械的計算流體力學軟件，能夠對泵、風機等葉輪機械進行快速、精準的流動性能分析，得到流量、揚程（風壓）、效率以及空化性能等數據。
TCFD在開源CFD求解工具OpenFOAM基礎上，針對葉輪機械進行了深度定制開發，具有自動化程度高，求解速度快，求解精度高，二次開發及深度定制方便等功能特色，能夠為葉輪機械各部件的性能分析和優化設計提供一個快捷高效的平臺。
該軟件具有以下特點：
1)適用于各類葉輪機械：渦輪、水輪機、泵、風扇、軸流風扇、壓氣機；
2)全自動化、模板化設置流程，高效便捷；
3)可同時設置多轉速多工況計算，并自動生成性能曲線；
4)100%可視化工作界面；
5)自動生成 HTML 、PDF版本報告；
6)計算求解快速，優于市面上其他常用CFD軟件；
7)兼容Windows 和 Linux系統；
8)永久、無許用用戶限制；
9)部分代碼開源，可進行深度二次開發及軟件定制；
10)實際案例教程，所有資源網上共享。
功能特色
幾何及網格功能
● 支持STL格式幾何文件導入。
● 能夠進行自動化六面體網格劃分。
● 提供靈活的網格尺寸控制功能，包括全局控制及局部控制，并能自動根據幾何曲率調整網格分布。
● 能夠調入其他外部軟件生成的其他類型網格。
邊界條件設定及求解
● 專用的葉輪機械設定模板，多種模式可選，并通過step by step的形式引導自動完成設置。
● 可選擇不同工質進行流動計算，并可對物性參數進行手動調整。
● 可以進行層流和湍流流動模擬，多種湍流模型可選，并可進行空化計算。
展開 離心壓縮機葉輪振動特性仿真及試驗研究
葉輪頻率響應函數曲線見圖5。
葉輪固有頻率見表1。
離心壓縮機葉輪前四階模態陣型見圖6。
1.3 葉輪模態數值仿真
1.3.1 模型建立
運用葉片造型軟件NREC進行建模并進行網格劃分，然后導入到ANSYS進行數值計算，采用無約束載荷，模型及其網格劃分見圖7。葉輪材料參數設置為：彈性模量2.0×105MPa，泊松比為0.3，材料密度為7 800kg/m3 。本文選擇的單元類型是SOLID185，為提高計算精度，采用六面體單元對葉輪進行網格劃分，劃分的最終結果是共有110 580個節點，87 300個單元。
1.3.2 約束及加載
固有頻率和固有振型是由結構的幾何形狀、材料特性以及約束載荷形式決定的。本文對離心壓縮機葉輪采用自由模態分析，即無約束，無加載。在自由模態分析中，對于所選取的實體單元有六個剛體自由度，即六階剛體模態，其固有頻率為零；因此，模態分析求解的葉輪前六階固有頻率為零，第七階為真正意義上的第一階固有頻率。
1.3.3 結果分析
對離心壓縮機葉輪模態模擬計算結果進行分析，得出離心壓縮機葉輪前四階模態陣型，見圖8。從振型圖看出，由于決定各階固有頻率的葉輪部位不同，所以葉輪振型不再遵循一階（單節點）和二階（雙節點）的規律。
1.4 分析對比
將ANSYS計算的葉輪前四階模態和LMS試驗測試結果相對比，見表1，可以發現兩者存在著一定的偏差。這是由于試驗條件限制和計算過程中不可避免的誤差等原因引起的。
展開 
FC部件|基于 CFD 仿真的燃料電池離心空壓機葉輪的優化設計
新葉輪的流量較基礎葉輪增大21.4%,目標流量處的等熵效率增加7.5%、壓比提高了32.4%,達到了設計目標的要求。
文章來源：張申,吳孟龍,范俊巖,辛軍.基于CFD仿真的燃料電池離心空壓機葉輪的優化設計[J].汽車零部件,2020(11):23-26.DOI:10.19466/j.cnki.1674-1986.2020.11.005.
文章來源：CEA氫氫子衿
WorkBench流體CFD簡易風力發電機葉輪仿真全過程
幾何模型
Project1.rar
WorkBench流體CFD簡易風力發電機葉輪仿真全過程.rar
航空科普：大有可為-航空發動機葉輪機械CFD仿真技術
早在上個世紀90年代開始，美國、英國和俄羅斯等國家就開始發展包括CFD和CSD在內的航空發動機高保真數值仿真預測技術，美國的“先進模擬和計算”（Advanced Simulation and Computing）計劃、發動機數值仿真系統( Numerical Propulsion System Simulation)計劃，俄羅斯的渦輪發動機計算機試驗技術（CT3）計劃等。 CFD仿真軟件也從零維、一維、二維發展到了現在的三維，通過CFD仿真航空發動機的設計人員更加清楚的了解到發動機內部的流動特點，在設計中可以快速的找到最優的設計方案，目前CFD仿真的應用使得新型航空發動機的研制周期縮短了一半，試驗樣機從原來的40~ 50臺減少到10臺左右，更為重要的是采用CFD仿真進行方案設計迭代在很大程度上減少了對試驗數據庫的依賴，大大降低了研制的風險和研制費用?？梢哉f，CFD仿真在手，設計速度~嗖嗖~
CFD仿真技術發展應用與SNECMA公司風扇氣動性能提升對比[1]（圖片來自網絡）
CFD仿真“十八般武藝”
經過以上內容的介紹，相信讀者盆友們對CFD的前世今生和神奇功效已經有了初步的認識。
展開 ANSYS CFX 壓縮機仿真-離心壓縮機葉輪
本文利用CFX模擬離心壓縮機葉輪的氣動性能。
注：本文采用CFX 2019R2進行演示
1 幾何模型
幾何模型來自ANSYS-CFX的教程文檔。下圖是幾何模型的示意圖。這個葉輪有24個葉片，以22360rpm的轉速繞Z軸旋轉。
△ 幾何模型示意圖
2 BladeGen定義幾何
啟動Workbench 2019 R2，將BladeGen模塊拖入工程視圖，右擊
A2：Blade Design→Properties，在屬性面板中設置如下圖所示
△ 屬性設置
加載創建好的葉輪。
NUMECA FINE/Turbo葉輪機械仿真最佳解決方案之一
眾所周知，相比于通用流體計算分析，在葉輪機械流動仿真計算中，存在諸多
的問題和挑戰：
1、如何簡化和求取葉輪機械計算域和幾何
2、如何快速劃分高質量葉輪機械流體通道全六面體網格
3、如何處理轉靜子葉片數量不等而流動干涉情況
4、如何選取一個求解速度、精度和穩定性最好的湍流模型
5、如何選取一個精度高、計算快速、內存需求低的求解器
6、如何選取一個快速、高效、專業的旋轉機械后處理軟件
各大主流CFD軟件廣商一直在孜孜不倦地探索和提供高效易用專業的葉輪機械
數模仿真解決方案，無論是通用CFD軟件包還是專業CFD軟件包。
面向旋轉機械的分析體系NUMECAFINE/Turbo是上述問題和挑戰的完美解
決者之一。
FINE/Turbo 葉輪機械氣動仿真計算流程
第一步：數據準備
方式1:由坐標數據點文件(hub.dat/shroud.dat/ps.dat/ss.dat)寫 geomturbo文件
方式2：由葉輪葉片三維模型，利用IGG逆向提取葉片數據點
第二步：網格劃分。
方式1：AutoGrid5向導模式劃分
方式2：AutoGrid5專家模式劃分
第三步：求解計算
在FINE/Turbo求解器中進行計算設置并求解
第四步：后處理
在CFview 中利用旋轉機械模式進行流場后處理
第五步：結果確認
根據后處理情況，確認結果可信，否則重新進行計算
展開 ANSYS教學視頻| TBR模型在葉輪機械三維流場仿真中的應用
視頻內容：
本視頻主要介紹了通過ANSYS CFX的TBR模型對轉靜子的單葉片通道進行瞬態仿真，從而大大降低了葉輪機械瞬態分析的計算資源與時間花費，使得瞬態分析能夠成為葉輪機常規設計的有力工具。
建議在wifi環境下觀看
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Abaqus鼓風機葉輪模態(自由+重力+離心力)及諧響應分析
[圖片]
ANSYS培訓：葉輪機械系統關鍵問題仿真方法，時間：2017年12月20日，20：00-21：00
葉輪機械系統關鍵問題仿真方法，時間：2017年12月20日，20：00-21：00
http://event.31huiyi.com/896040734
課程介紹：葉輪機械設計過程中具有較多關鍵問題，對這些問題的處理方法直接關系到葉輪機械的設計質量。本報告著重介紹了基于ANSYS仿真工具的系統仿真方法、通流設計流程、轉戾分析、顫振分析等關鍵問題的解決方案。
Abaqus霍普金森壓桿仿真插件：autoSHPB_V2.2 ￥58
1.1.引言
autoSHPB_2.2是基于Abaqus開發的分離式霍普金森壓桿（SHPB）全流程自動仿真插件，具備在插件界面設置好參數后，一鍵全流程仿真，無需手動輔助，自動完成幾何-網格-材料-接觸設置-載荷-場輸出-歷史輸出等流程。
對于零基礎的初學者，本插件可以避免前期花費大量時間的學習Abaqus相關流程，可以基于根據自己的需求先行獲得仿真結果完成主要目標，然后再根據插件生成的CAE文件慢慢學習體會SHPB仿真流程，提高學習效率。
對于非初學者，本插件可以快速調整模型參數和工況設置，短時間內進行大批量SHPB仿真工作，極大提高效率。
由于Abaqus版本變化，附件提供兩個版本插件分別適用Abaqus2016~Abaqus2021，和Abaqus2022~Abaqus2025。使用教程見本文底部視頻。
展開 Abaqus 三維鉆孔仿真案例教學 ￥29.99
<h2>1、 引言</h2><p>本教學圍繞機械加工中的鉆孔工藝，借助 Abaqus 有限元分析軟件開展三維鉆孔過程仿真建模實踐教學。課程以常見鉆孔工況為研究對象，系統講解從幾何建模、材料定義、網格劃分到載荷施加及結果分析的全流程操作，旨在讓學員掌握：</p><p>? 三維鉆孔模型的合理簡化與參數化建模技巧</p><p>? 鉆孔過程中材料本構關系與斷裂準則的實際應用方式</p><p>? 網格劃分在鉆孔仿真大變形場景中的優化手段</p><p>? 鉆孔力、溫度場及孔壁質量等關鍵物理量的提取與分析技巧</p><h2>2、 幾何模型與材料參數</h2><h3>（1） 模型構建：</h3><p>本教學涉及的部件模型均通過 SolidWorks 軟件完成建模并導入分析環境。由于課程重點在于方法傳授，因此不詳細闡述部件建模的具體操作，主要圍繞導入后的仿真分析流程進行深入拆解與演示。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/854d5227c538aa4ae948a58feff022ae.png"></p><p>圖1鉆頭部件</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/42efbdf7cd12217f384fc2f65c1a2cf7.png"></p><p>圖2 待鉆孔金屬板材</p><h3>（2） 材料屬性：</h3><p>定義鉆頭部件和待鉆孔金屬板材的熱物理參數（如導熱系數、比熱容、熱膨脹系數）與力學參數（如彈性模量、泊松比），考慮材料屬性隨溫度的非線性變化。
展開 BCC點陣結構梁單元Abaqus壓縮仿真模擬-顯示動力學質量縮放 ￥19.89
本文通過abaqus顯示動力學的方法對BCC結構進行壓縮仿真模擬，同時為減小計算量，采用梁單元模擬點陣結構，壓頭設置為剛性面，添加質量縮放，加快運算速度，為點陣結構壓縮模擬提供一種便捷方法。
1. 建立BCC點陣模型,以單胞尺寸5X5X5為例。
a.首先建立立方體實體，然后對實體進行處理，得到點陣單胞點陣結構。
b.建立單胞BCC梁單元點陣模型,然后進行刪除面的操作，得到單胞BCC點陣結構，接下來進行陣列操作，得到最大外形尺寸為25x25x25的點陣壓縮模擬試件。
C.建立剛性壓板，設置參考點，模擬萬能試驗機壓頭，剛性單元不參與計算，不影響計算結果，加快運算速度。
2. 裝配，按壓縮試驗進行裝配，從上到下依次為壓板-點陣-壓板。
3.設置材料屬性，本文為鈦合金TC4，密度4.43e-9Tone/mm3,彈性模量為118000MPa，泊松比0.3，應力應變值見下表所示。
設置截面屬性Beam，定義截面半徑0.5mm
指派截面，定義方向[1,2,3]，完成材料屬性設置。
4.設置分析步Dynamic,Explicit，時間設置為5s，以每秒1mm的速度進行壓縮模擬，開啟質量縮放為1e-5，歷程輸出勾選位移和力，以便輸出力-位移曲線，然后計算相應的應力-應變曲線。
5.設置相互作用-切向行為和法向行為，摩擦系數為0.3，設置通用接觸。
以下部分為付費部分
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