時域耦合分析的案例
氣動噪聲時域分析
各位，你們知道雜用vl軟件進行氣動噪聲時域分析不？
-時域頻域分析及MATLAB軟件的應用
感謝論壇~
自控2011第3章 時域瞬態響應分析
時域分析是指在時間域內研究系統在一定輸入信號的作用下，其輸出信號隨時間的變化情況。 控制系統的輸出響應是由和兩部分組成。 系統在某一典型信號輸入作用下，其系統輸出量從初始狀態到穩定狀態的變化過程。瞬態響應也稱動態響應或過渡過程或暫態響應。 ：系統在某一典型信號輸入的作用下，當時間趨于無窮大時的輸出狀態，穩態響應有時也稱為靜態響應。
自控2011第3章_時域瞬態響應分析.pdf
車輛NVH開發中的源路徑貢獻分析——時域源路徑貢獻（SPC）及CAE和測試數據的集成
對于NVH測試工程師和CAE分析來說這些工具都非常有用。在開發過程中，通過高度逼真的模擬器試聽NVH，我們在NVH試驗工程師和CAE分析之間搭起了一座橋梁。
源路徑貢獻
識別我們聽到和感覺到的聲振的來源對于制造舒適的車輛是至關重要的。機器不可避免地會產生我們聽到和感覺到的各種聲振結果。 然而，為了改善體驗，我們僅僅了解幅值和感覺是遠遠不夠的。為了減少聲振源，我們需要詳細了解各個源的貢獻。 為了消減聲振能量的傳遞路徑，我們需要了解它是如何通過結構和空氣傳播的。
在改進開發車輛的過程中，會出現如下工程問題：“是源頭太大了，還是太容易傳遞過來？”了解振動是如何從源頭傳遞然后影響接收者，需要進行源路徑貢獻（ SPC）或傳遞路徑分析。 這可以將用戶的感知效果歸因于氣導或結構傳播，并且逐漸深入到傳播的源頭，并追綜到根本原因，例如特定的發動機懸架。
時域
對于車輛上適用的SPC，重要的是能夠分析一些瞬態事件，如升速和降速。 能夠重放記錄的信號并對其進行修改以模擬設計更改是非常有用的。 使用時域SPC軟件，您可以收聽噪聲路徑和結果，并修改它們以針對具體的某個組件的源強度或傳遞路徑設置目標級別。 該軟件還可以導入CAE模型，結合測試數據和CAE設計來生成能反映設計想法的混合模型。
時域源路徑貢獻
每個組件將如何對產品的整體聲音做出貢獻?你怎么知道聲音來自哪里？ 它如何到達你聽到的地方？ 你能做些什么來改善車輛的聲音？ 無論是在試驗臺上評估發動機的貢獻，還是在道路上識別實際工況的貢獻，時域源路徑貢獻（SPC）都允許您評估傳輸路徑和貢獻，以快速評估車輛使用者感覺到的噪音和振動。 我們獨特的時域技術可讓您連續地傾聽并比較數據組，并通過SPC模型評估開發設計對最終產品的影響。 該系統還可以檢查頻域中的數據，提供極大的靈活性。
展開 
【分析實例】南海淺水惡劣環境下單點FPSO系泊系統設計
表2 兩個系泊系統掃略分析結果比較（系泊系統完整工況）
系泊半徑950m
系泊半徑1200m
系泊系統狀態
完整
完整
FPSO裝載狀態
滿載
壓載
滿載
壓載
最大偏移 [m]
26.7
20.9
31.30
23.70
最大張力[Tons]
1097.05
929.74
1007.63
887.92
最小安全系數
1.58
1.86
1.72
1.95
3.耦合分析
為了確保設計的系泊系統能夠滿足立管設計要求需進行立管-系泊系統耦合分析，選取典型工況分別使用Ariane 和Orcaflex進行分析。由于Arian并不能考慮纜繩動態響應，在添加了動力放大系數進行修正后，纜繩張力結果與Orcaflex計算結果非常接近，但FPSO偏移值小于Orcaflex計算結果，因而有必要進行立管-系泊系統耦合計算來進一步的分析。
表3 Ariane 和Orcaflex在典型工況的分析結果比較（系泊系統完整）
Ariane
Orcaflex
系泊系統狀態
完整
完整
FPSO裝載狀態
滿載
滿載
最大偏移 [m]
31.30
35.88
最大張力[Tons]
1007.63
1013.90
最小安全系數
1.72
1.71
使用Orcaflex建立立管-系泊系統時域耦合分析模型。從立管選型分析中可以確定遠端工況時立管最危險，此時環境條件為500年一遇，環境來向為風浪流同向，沿著BetweenLine方向指向FPSO。
展開 斯姆勒ANSYS裝配體剛柔耦合分析技術講座：02-裝配體剛柔耦合動力學分析-瞬態動力學分析技術
●主要內容
裝配體剛體動力學分析
裝配體剛柔耦合動力學分析-瞬態動力學分析技術
裝配體剛柔耦合動力學分析-超單元動力學分析技術
裝配體剛柔耦合動力學分析-靜力學工況分析技術
共四節，平臺將免費更新2節
●技術背景
工程中存在大量運動機械；
基于傳統的靜力學工況計算沒有考慮結構的動態效應，譬如沖擊，將造成較大的計算誤差；
運動機械存在不同的姿態，計算所有的靜力學工況是不可能的，也很難確定其最不利工況；
ANSYS提供完整的動力學求解方案，能夠高效準確的計算運動機械的結構響應。
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技術專題：ANSYS裝配體剛柔耦合分析技術
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展開 ansys流固耦合分析與工程實例 附ANSYS流固耦合分析與工程實例下載
其中，雙向耦合因為求解順序的不同又可分為順序求解法(Sequential solution)和同時求解法(Simultaneous solution)，下圖簡單概括了基于 ANSYS 的耦合分析。
【流固耦合】降落傘充氣過程流固耦合分析
在充氣過程中，傘衣的結構大變形與傘衣周圍流場變化的相互耦合是十分復雜的。因此，想要通過理論模型求解該過程是非常難以實現，而數值仿真技術將提供較好的解決思路。
降落傘的數值模擬是典型的流固耦合問題。解決該問題的主要思路是：應用計算流體動力學模擬降落傘的流場特征，通過結構有限元法模擬降落傘的結構特性，然后把兩者通過迭代耦合的方式結合起來，完成降落傘的數值模擬。本案例采用有限元分析軟件LS-DYNA來求解分析降落傘的充氣過程。
首先建立傘衣幾何模型，初始狀態設定為半折疊狀態，如圖1所示，將其保存為stp格式并導入Hypermesh中進行前處理。確定傘繩初始長度，并設定頂點位置，通過line功能建立傘繩線條。根據幾何模型大小對流體域進行建模，可設置為圓柱體域空間，選擇合適的尺寸對上述部件進行網格劃分，計算模型可參考圖2。
圖1 傘衣幾何模型
圖2 降落傘及流體域計算模型
傘衣材料選擇柔性紡織物材料，關鍵字為MAT_034,其密度為500kg/m3，彈性模量400MPa，泊松比0.15，厚度設置為2mm。傘繩選擇離散梁單元材料，關鍵詞為MAT_071，其中密度為400kg/m3，彈性模量97000MPa，截面積可自行設置。流體域賦予理想氣體，并設定空氣流速為80m/s。計算方法選擇ALE流固耦合算法。其余Card填充較為繁瑣，不在此贅述。計算結果展示如下：
圖3 不同時刻降落傘充氣狀態（0s；0.3s；0.6s；1s）
降落傘充氣展開視角1
降落傘充氣展開視角2
文章內容轉自“云數仿真”微信公眾號
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展開 Lumerical Mode分析鈮酸鋰定向耦合器的側壁傾角對耦合效率的影響
在計算中，小編也發現側壁垂直的模型建立起來比較簡單，得出的結果也比較好，如下圖所示，定向耦合的兩個端口耦合效率區分度非常高的，波長1550nm處的區分度可以達到100%。此時的光場分布也顯示出定向耦合器的單向性。
（二）側壁傾斜
然而，當保持其他參數不變的條件下，使得鈮酸鋰波導側壁從垂直變化到傾斜，情況卻發生比較大變化。入射光此時并不能只耦合到輸出口中的一個了，而是兩個口均有光輸出。這與側壁保持垂直的情況有所不一樣。此時，光場分布也證實了這點。
（三）不同傾斜角的耦合效率
為了進一步考察側壁傾角對耦合效率的影響，小編把傾角改為40°、50°、60°、70°、80°和90°做比較，如下圖所示。側壁較陡直(側壁角一般60—80°)，入射光傳輸到端口2，實現波導間的耦合，這在很多功能器件中至關重要。而波導側壁平緩(側壁角一般小于50°)，入射光傳輸到端口1比較端口2更容易，這就說明不易于實現波導間耦合。
（四）耦合距離的優化
為了優化耦合距離，小編選取了鈮酸鋰實驗樣品比較常見的側壁傾角=65作為考慮對象，并且采用參數掃描方式改變Lc，獲得兩個端口的耦合效率對比，如下圖所示
到最后，總的來說，這篇推文通過簡要的說明和圖片來闡述一件事：鈮酸鋰光子器件在設計時要考慮加工帶來的側壁傾角的影響，這是需要進行分析的。當然，也說明可以通過增加光器件的耦合長度來降低側壁傾角帶來的影響。
參考文獻：【1】薄膜鈮酸鋰集成非線性光學：走向全光信息時代的新路徑
【2】鈮酸鋰光子芯片的制造技術路線
最后，有相關需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡。
展開 基于Ansys WB耦合場瞬態模塊的熱-力耦合分析（案例：剎車盤）
基于Ansys WB耦合場瞬態模塊的熱-力耦合分析
1、引言
熱-力耦合分析根據其耦合的方式一般分為順序耦合和完全耦合；順序耦合是單向的，如已知溫度計算結構體的變形、應力、應變等；而完全耦合是雙向的，如剎車盤制動過程，盤片與摩擦片的摩擦生熱，熱又導致盤片變形，變形的盤片進一步影響盤片和摩擦片的接觸關系，又進一步的影響摩擦生熱，即力→熱→力→......熱力雙向耦合。
隨著Workbench軟件的更新，再2020以后的版本中加入了耦合場分析模塊，無論是順序耦合和完全耦合，均不需要插入命令流，大大簡化了分析流程。本文采用耦合場瞬態模塊進行完全熱-力耦合分析。
圖1 WB耦合場模塊
2、三維模型搭建與網格劃分
利用solidworks對剎車盤進行三維模型的搭建，摩擦片距剎車盤預定距離為1mm，如圖2所示，導入Hypermesh中進行幾何清理（將小孔、窄邊等進行優化）和網格劃分，如圖3所示，值得注意的是WB對.inp格式（Abaqus）的網格兼容性較好，因此Hypermesh導出網格類型為Abaqus的.inp文件。在這里不再過多的介紹前處理部分，主要針對耦合場的搭建與分析。
圖2剎車盤三維模型
圖3 剎車盤網格劃分
3、耦合場分析搭建
從外部導入.inp網格文件，搭建分析流程，如圖4所示。
圖4 分析流程搭建
3.1 材料定義
材料屬性的定義，參考論文[1]所給出的參數，如下表所示。
對于熱力耦合分析，比熱容、線膨脹系數、熱傳導系數是三個必要的熱力學參數。
展開 基于Hypermesh前處理與Fluent、Optistruct求解器的流固耦合分析（二）流固耦合
編輯
接下來就是設置約束并建立載荷步
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編輯
提交計算
計算結果如下：
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編輯
四、總結
本次分析完成了用Hypermesh為CFD建立流體域并劃分網格，并導入至fluent進行流場計算，然后將fluent里面的壓強結果映射至OPtistruct的求解模型上，并完成計算。整個過程涉及到幾個軟件間相互導入導出，稍顯麻煩。如果在ansys workbench內進行這個分析，效率會高很多，軟件內部本身便有相關的載荷傳遞的接口。但該方法的優勢在于：
（1）可以直接得到流固之間傳遞的數據，并可以很靈活的進行修改。
（2）由于Hypermesh強大的前處理能力，當結構域的模型非常復雜時，也可以很方便的進行分析計算。
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展開 
鋁電解槽多物理場耦合分析之電熱場耦合計算
圖3 電解質溫度
圖4 鋁液溫度
4 結論
本文建立了電解槽全槽電-熱耦合計算模型。模型中考慮了陽極高度的變化，陽極高度分布由換極表確定。模型還考慮了電化學反應吸熱以及陽極炭塊和磷生鐵的接觸壓降等因素，使模型與實際情況更加接近。利用此模型對電解槽的電熱場進行計算，得出了電解槽的溫度分布、壓降分布、散熱量分布等，CAE分析與實際測試結果一致，模型可靠性得到了驗證。
光波導耦合分析分析
光波導耦合分析
從集成光學到現代顯示技術，在如今各種應用中光波導結構起著重要作用。因此，所有基于光波導的應用中，將光耦合出或耦合入光波導是關注的問題。這些任務通常用衍射光柵實現，因為它們可以使用現代制造技術與光波導集成。在VirtualLab Fusion中，可以使用傅立葉模態法（FMM）嚴格計算耦合效率。例如，我們分析了幾個選定的傾斜光柵，模擬結果與文獻中的結果吻合地很好。 從文獻中選擇不同傾斜光柵幾何結構，具有不同傾斜角度、填充因子和調制深度。，用傅立葉模態法（FMM）計算衍射效率。
用于光波導耦合光柵評估的自定義探測器
我們提供了一種自定義的探測器，可以在用戶定義的入射角范圍內計算光柵衍射效率，并給出效率的平均值和對比度。 了解更多信息，請發送郵件至：support@infotek.com.cn / support@infocrops.com
展開 鋁電解槽多物理場耦合分析之電-熱-結構耦合計算
（3）所施加載荷為：
重力加速度9.8m/s2
槽內熔體的壓力：
上部結構壓力
圖 4 溫度分布由熱場計算結果導入
3 后處理結果和分析
電解槽的總位移以及X，Y，Z方向位移如圖5所示。其中X方向為煙道端到出鋁端，Y方向為進電端到出電端，Z方向為豎直方向。總位移最大值為29.8mm，位于陰極炭塊上表面。由于內襯的熱膨脹和陰極炭塊的鈉膨脹，電解槽有上拱的趨勢，中間的炭塊上拱最明顯。
圖5 電解槽位移計算結果
電解槽應力計算結果如圖6所示。最大應力為422Mpa，位于搖籃架拐角處，此處應力集中比較嚴重。
圖6 電解槽Mises應力
4 小結
本文建立了電解槽熱應力-鈉膨脹耦合計算模型，提出了利用傳熱和擴散的相似性來模擬鈉擴散的方法，并根據計算出的鈉濃度分布把鈉膨脹轉化為熱膨脹，模擬了電解槽的鈉膨脹應力和熱應力。模型中考慮了材料非線性、摩擦接觸非線性以及部分保溫內襯的受熱收縮效應，得出了與實際情況比較相近的結果。
展開 基于Samcef Amaryllis的尾噴管熱固耦合熱燒蝕結構耦合分析
需要對發動機尾噴管進行熱結構與熱燒蝕分析，對不同材料鋪層厚度優化設計，輸出不同燒蝕情況下溫度分布和應力分布。
首先確立噴管防熱層燒蝕仿真模型參數，邊界條件，然后獲得噴管燒蝕層厚度隨燒蝕時間的變化并進行熱應力分析，最后進行燒蝕層厚度優化設計。
具體見附件。
尾噴管熱固耦合熱燒蝕結構.pdf
