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ANSYS高級后處理之路徑映射詳解
ANSYS高級后處理之路徑映射詳解
本人前面文章中曾經(jīng)介紹了ANSYS中如何提取實(shí)體單元截面內(nèi)力,其實(shí)該操作是ANSYS后處理中比較高端的一個(gè)后處理—面操作。其實(shí)除了這個(gè)之外,ANSYS后處理還有一種高端的后處理技巧—路徑映射,今日水哥就給大家系統(tǒng)性的介紹ANSYS的路徑操作。
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何為路徑映射
我們知道,有限元法最后求得的結(jié)果是節(jié)點(diǎn)解,例如節(jié)點(diǎn)上的位移、內(nèi)力、應(yīng)力等內(nèi)容,而單元內(nèi)部某點(diǎn)的結(jié)果則是通過假定的形函數(shù)插值獲得。然而,我們在有限元建模的時(shí)候,最讓我們關(guān)心的是結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點(diǎn)以及邊界條件,屬于前處理模塊,往往不會顧及結(jié)構(gòu)的提取。由此帶來的問題便是,如果我們需要提取模型中某些點(diǎn)、線或者面上的結(jié)果,但這些點(diǎn)、線和面不在節(jié)點(diǎn)位置,也與單元的形心、積分點(diǎn)不重合,這該怎么辦呢?
這時(shí)候,便要用到我們的路徑映射技術(shù)了。
所謂路徑映射,其實(shí)是基于插值運(yùn)算的一種后處理技術(shù),它能夠虛擬映射任何結(jié)果數(shù)據(jù)到模型的任何路徑上。在使用時(shí),我們可以設(shè)定路徑,將關(guān)心的結(jié)果映射到該路徑上,然后對該路徑進(jìn)行一些數(shù)學(xué)運(yùn)算,從而得到更有意義的結(jié)果。其特點(diǎn)如下:
1)可以同時(shí)設(shè)定多個(gè)路徑,一條路徑上的結(jié)果其實(shí)就是一列數(shù)據(jù),多個(gè)路徑形成一個(gè)矩陣,可進(jìn)行多個(gè)矩陣運(yùn)算。
2)結(jié)果映射之后,還能以圖形、列表、文件等方式觀察或者保存結(jié)果。
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路徑操作步驟
1)定義路徑
定義路徑包括兩個(gè)方面,一個(gè)是定義結(jié)果坐標(biāo)系(具體概念可以參考我的初級教程ANSYS坐標(biāo)講解那一章節(jié)),另外一個(gè)便是定義具體路徑。
展開 Ansys映射網(wǎng)格劃分
好資料
ansys ncode隨機(jī)疲勞分析材料映射問題
問題在最后一張圖,如圖一進(jìn)入ncode打開Edit Material Map,默認(rèn)進(jìn)入的材料類型是SN R-ratio multi-curve,Material Group共有482個(gè)圖3(1-482),但到307后有個(gè)Default Material(圖2)…
ANSYS路徑映射技術(shù)的靈活運(yùn)用
為滿足這一需要,ANSYS/POST1中提供了路徑映射技術(shù)。它能夠虛擬映射任何結(jié)果數(shù)據(jù)到模型的任何路徑上,用戶可以沿路徑作進(jìn)一步處理或數(shù)學(xué)運(yùn)算,也可以采用圖形、列表或文件等方式輸出結(jié)果。靈活運(yùn)用該技術(shù),后處理過程更為方便。
求教,各位可有梁單元(BEAM188)路徑映射技術(shù)應(yīng)用的實(shí)例,最好是命令流?
謝謝!!!!

基于ANSYS 立方體用球減去一個(gè)角和球的映射網(wǎng)格方法 ¥10
對于一個(gè)立方體用球減去一個(gè)角和球的映射網(wǎng)格方法,
模型如下:
畫分好的六面體網(wǎng)格
收費(fèi)內(nèi)容是建模命令流。
基于ANSYS WB平臺的滑動軸承分析工具(一)
② 有限元網(wǎng)格處理
在求解過程中,TrboX-inside ANSYS映射ANSYS的網(wǎng)格生成適用于雷諾方程求解的網(wǎng)格,采用自己的網(wǎng)格,因此存在ANSYS軸承與軸的網(wǎng)格質(zhì)量影響滑動軸承求解器的精度,對于網(wǎng)格質(zhì)量建議如下:
軸與軸承表面的網(wǎng)格質(zhì)量應(yīng)保證足以捕獲幾何形狀
建議采用帶中節(jié)點(diǎn)的單元可以更好的描述幾何形狀
潤滑供油區(qū)域的單元尺寸應(yīng)足夠小,在幾何選擇的尺寸方向至少包含三個(gè)單元
(2)求解
對于滑動軸承求解,需要設(shè)定不同的邊界條件:
(3)后處理
可以輸出云圖及表格的結(jié)果數(shù)據(jù)。
(1)云圖結(jié)果
可以展示流體動力壓力、潤滑間隙高度(或間隙填充比),剪應(yīng)力以及溫度等。
(2)氣穴區(qū)域
在不同的潤滑間隙中會發(fā)生氣穴現(xiàn)象,為了正確地模擬熱平衡或軸承的負(fù)載能力,在Tribo-X中用適當(dāng)?shù)乃惴ū硎玖藲庋ㄐ?yīng)。
(3)圖表結(jié)果
可以顯示不同類型的表結(jié)果數(shù)據(jù):
l 最大壓力
l 最小間隙高度
l 水平及垂直偏心
l 最小間隙高度處的偏心及角度
l 平衡位置的反力
l 摩擦力矩和能量(power?)
展開 作動器仿真設(shè)計(jì)解決方案
一、電磁分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)
ANSYS Maxwell的靜態(tài)或者瞬態(tài)求解器可以完成作動器二維和三維電磁場分析。通常情況下,在靜態(tài)仿真中把線圈的形狀、匝數(shù)和線徑以及幾何尺寸等參數(shù)設(shè)為參數(shù)化變量,改變線圈電流和銜鐵位置而輸出一組反映力和位置的曲線。由于Maxwell使用了自動自適應(yīng)網(wǎng)格剖分技術(shù),變量的參數(shù)化/優(yōu)化掃描變得非常的容易。
除了靜態(tài)方法以外,使用Maxwell瞬態(tài)求解器,可以仿真在考慮了電氣控制和機(jī)械負(fù)載的條件下,銜鐵到達(dá)閉合位置的速度問題。例如:外加激勵(lì)電壓源為任意波形(或者使用Maxwell自帶的circuit editor工具),同時(shí)考慮材料的非線性,考慮機(jī)械的運(yùn)動方程(包含了阻尼、負(fù)載力,而且它們都可以是關(guān)于位置、速度或者時(shí)間的函數(shù)),考慮電渦流和磁擴(kuò)散,其仿真結(jié)果如下圖所示。
圖:采用Maxwell自帶的外電路編輯器實(shí)現(xiàn)斬波電流激勵(lì)瞬態(tài)仿真結(jié)果:位置波形、線圈電流和二極管電流波形
圖:基于瞬態(tài)電磁分析優(yōu)選滿足負(fù)載力要求的設(shè)計(jì)方案
圖:基于瞬態(tài)電磁分析優(yōu)選滿足閉合時(shí)間要求的設(shè)計(jì)方案
二、電磁、熱耦合分析
Maxwell瞬態(tài)電磁場仿真分析得到的線圈和鐵芯損耗,可通過ANSYS Workbench環(huán)境映射到ANSYS Mechanical或者ANSYS CFD(計(jì)算流體動力學(xué))軟件Fluent中做熱分析。
展開 ANSYS在電磁作動器設(shè)計(jì)中的仿真應(yīng)用
圖4:Simplorer平臺下作動器系統(tǒng)級仿真
左圖為線圈電流、電壓隨銜鐵位置變化的曲線;右圖為銜鐵受力對時(shí)間的波形
電磁-熱仿真
一旦在電磁場仿真分析中得到時(shí)域下的線圈和鐵芯損耗,就可以通過ANSYN WB環(huán)境映射到ANSYS Mechanical或者ANSYS CFD(計(jì)算流體動力學(xué))中做熱分析,如圖5所示。一,電磁場分析得到的總損耗空間分布映射到ANSYS CFD(計(jì)算流體動力學(xué))熱模型中,CFD軟件能夠精確計(jì)算復(fù)雜散熱環(huán)境,包括對流和傳熱,直接計(jì)算各部件的溫升并將溫度數(shù)據(jù)反饋回Maxwell中修改材料的溫度屬性重新計(jì)算損耗,如此雙向耦合反復(fù)迭代,得到作動器線圈和鐵芯等部件穩(wěn)態(tài)溫度。二,也可以在溫度場計(jì)算中采用簡單設(shè)置,即在Mechanical中直接定義傳熱系數(shù),或者此傳熱系數(shù)由CFD軟件計(jì)算得到,再通過電磁-熱瞬態(tài)熱性能和熱循環(huán)分析迭代多次后得到作動器的穩(wěn)態(tài)溫度,此流程的仿真計(jì)算速度要比在CFD中直接計(jì)算溫升快。
圖5:ANSYS WB可直接映射電磁損耗到靜態(tài)Mechanical或者動態(tài)CFD熱模型中,實(shí)現(xiàn)電磁、熱雙向耦合分析
總結(jié)
ANSYS集成化設(shè)計(jì)平臺,提供了電磁作動器電磁場有限元精確分析和設(shè)計(jì)工具,既能完成作動器本體靜態(tài)、瞬態(tài)磁場分析,也能完成熱場、電路和系統(tǒng)分析。可以幫助公司便捷、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)無縫集成的一體化作動器設(shè)計(jì)流程,通過高精度仿真,最大限度的減少制作樣機(jī)次數(shù),縮短開發(fā)周期,降低開發(fā)成本,有利于公司在激烈競爭中脫穎而出。
來源: 中潤漢泰
展開 Lumerical案例 | 垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)結(jié)構(gòu)導(dǎo)入、反射率和冷腔模擬
有關(guān)笛卡爾坐標(biāo)和圓柱坐標(biāo)系之間映射的更多詳細(xì)信息,請?jiān)L問文末“VCSEL坐標(biāo)映射-Ansys Optics”。
偶極子模擬
3.切換到布局,在VCSEL求解器的光學(xué)/模態(tài)分析選項(xiàng)卡下啟用“with source”選項(xiàng),將“sweep type”更改為“l(fā)inspace”,然后使用下面顯示的設(shè)置運(yùn)行模擬。
4.運(yùn)行plot_dipole_results.lsf來可視化頻率和光束輪廓。
對于傅里葉指數(shù)1,功率與模式數(shù)的關(guān)系如下:
繪制了每個(gè)傅里葉指數(shù)的功率與波長的關(guān)系圖。
模式數(shù)為24、傅里葉指數(shù)為1的電場和磁場分量對應(yīng)于兩個(gè)功率峰值之一(另一個(gè)峰值對應(yīng)于模式6),如下所示。
從光場監(jiān)視器中可視化模式數(shù)為24、傅里葉指數(shù)為1的坡印廷矢量的z分量。坡印廷矢量的峰值大約位于半徑0um處,這與上圖中模式數(shù)為24、傅里葉指數(shù)為1時(shí)腔內(nèi)場分布中最大強(qiáng)度的位置一致。
5.切換到布局并在光學(xué)/模態(tài)分析選項(xiàng)卡下使用下面顯示的設(shè)置并重新運(yùn)行模擬。
6.運(yùn)行plot_dipole_results.lsf來可視化頻率和光束輪廓。
對于傅里葉指數(shù)0,功率與模式數(shù)的關(guān)系如下:
還繪制了每個(gè)傅里葉指數(shù)的功率與波長的關(guān)系圖。
模式數(shù)為17、傅里葉指數(shù)為0時(shí),對應(yīng)功率峰值的電場和磁場分量如下所示。
從光場監(jiān)視器中可視化模式數(shù)為17、傅里葉指數(shù)為0的坡印廷矢量的z分量。坡印廷矢量的峰值大約位于半徑1um處,這與上圖中模式數(shù)為17、傅里葉指數(shù)為0時(shí)腔內(nèi)場分布中最大強(qiáng)度的位置一致。
重要模型設(shè)置
冷腔模擬:要運(yùn)行冷腔模擬,必須啟用VCSEL求解器“General”選項(xiàng)卡中的“calculate cold cavity spectrum”選項(xiàng)。
展開 向我們走來的是:(人稱)特斯拉終結(jié)者
ANSYS Maxwell磁心損耗被映射到ANSYS Fluent中,以改善電機(jī)設(shè)計(jì)
減少阻力
Lucid空氣動力學(xué)工程師使用包含ANSYS伴隨求解器的 ANSYS Fluent,研發(fā)車體和新的進(jìn)氣口和管道系統(tǒng),以最大限度降低阻力系數(shù)。工程師充分利用ANSYS DesignXplorer,以幫助CFD軟件仿真多種類型的車輛形狀,從而確定空氣動力學(xué)性能。這些仿真能夠通過響應(yīng)面、敏感性圖、帕累托圖和權(quán)衡圖詳細(xì)說明多種形狀參數(shù)對阻力的具體影響。根據(jù)這些信息,汽車外形設(shè)計(jì)人員和空氣動力學(xué)設(shè)計(jì)人員就能找到既滿足造型方案和其他約束條件,又具有最小阻力的車輛外形。
ANSYS Fluent流體油冷多相體積瞬態(tài)仿真
優(yōu)化發(fā)動機(jī)
Lucid團(tuán)隊(duì)使用ANSYS Maxwell設(shè)計(jì)和分析電機(jī)、制動器、傳感器、變壓器和其他電磁與機(jī)電設(shè)備。Maxwell能確定電機(jī)中的電磁損耗,同時(shí)通過ANSYS Workbench把這些損耗集成到ANSYS Fluent仿真中,用于確定整個(gè)電機(jī)上的溫度。電機(jī)采用兩個(gè)單獨(dú)的冷卻系統(tǒng),第一個(gè)是電機(jī)殼上的水套;第二個(gè)系統(tǒng)將傳動油注入最熱的區(qū)域,即端繞組和轉(zhuǎn)子。工程師使用兩個(gè)耦合模型,一個(gè)油模型和一個(gè)水模型,來仿真這兩個(gè)冷卻系統(tǒng)。
展開 案例45-氣動阻尼失諧葉片盤的強(qiáng)迫響應(yīng)分析
然后,這些壓力數(shù)據(jù)通過/MAP處理器使用其映射功能映射到ANSYS Mechanical APDL中的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子風(fēng)扇葉片模型。
以下示例輸入顯示了此映射過程中涉及的步驟:
為了說明逐步映射過程,Mechanical APDL中的完整工作流如下所示:
使用PLGEOM命令,可以繪制目標(biāo)幾何圖形和源幾何圖形,如下所示:
使用PLMAP命令繪制映射目標(biāo)壓力的實(shí)部和虛部,如下所示:
計(jì)算每個(gè)葉片間相位角的氣動系數(shù)(剛度和阻尼項(xiàng))的程序在Aero Coupling中進(jìn)行了描述。AEROCOEFF命令使用從CFD顫振分析獲得的非定常壓力來計(jì)算空氣動力系數(shù)陣列。該空氣動力學(xué)系數(shù)陣列與CYCFREQ,AERO命令兼容。如果CFD計(jì)算中無法獲得所有葉片間相位角,則可以在節(jié)點(diǎn)直徑之間插入系數(shù),并將其插入氣動系數(shù)陣列中。
在失諧葉片盤的情況下,葉片受到發(fā)動機(jī)指令(EO)激勵(lì)。發(fā)動機(jī)階次激勵(lì)是葉片盤在每轉(zhuǎn)通過流場擾動時(shí)所經(jīng)歷的有效行波激勵(lì)。例如,流場中的一個(gè)擾動導(dǎo)致EO=1激勵(lì);流場中的兩個(gè)擾動導(dǎo)致EO=2激勵(lì)。
在Mechanical APDL中,使用Option=EO的CYCFREQ命令應(yīng)用發(fā)動機(jī)指令激勵(lì)。在內(nèi)部,程序計(jì)算疊加引擎順序,包括其符號。根據(jù)輸入發(fā)動機(jī)順序C如下確定疊加的發(fā)動機(jī)順序:如下所示:
其中N=扇區(qū)數(shù)。
對于失諧強(qiáng)迫響應(yīng)分析,以EO表示的強(qiáng)迫/激勵(lì)頻率如下:
其中fexcite以Hz為單位,以RPM為單位。
激勵(lì)頻率由HARFRQ命令指定。
通常,葉片盤的失諧通常被建模為葉片自由度剛度的小的隨機(jī)擾動。葉片n的剛度偏差表示如下:
其中是葉片n的失諧參數(shù)。
失諧參數(shù)以大小為N×1的陣列參數(shù)提供,其中N為葉片數(shù)量。
展開 
5G仿真解決方案之終端天線仿真關(guān)鍵技術(shù) | 附最新白皮書下載
損耗可以映射到電子桌面強(qiáng)大的散熱解決方案——ANSYS Icepak 的統(tǒng)一設(shè)計(jì)中。例如,PCB上的元器件、天線和射頻放大器中不同的電磁損耗源可映射到ANSYS Icepak 的手機(jī)模型中,用于開展電熱分析。仿真可預(yù)測單個(gè)PCB組件、RF放大器和天線的安全工作溫度。
通過仿真分析,工程師可以全面掌握手機(jī)的熱分布。通過這些解決方案,能夠仿真熱效應(yīng)對天線性能以及溫度相關(guān)的放大器的影響,在設(shè)計(jì)中考慮了材料的溫度相關(guān)屬性后發(fā)生失諧的程度。針對功率電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì),包括大電流供電,高負(fù)荷工作模式,多負(fù)載結(jié)果的電路設(shè)計(jì),通常由于傳輸路徑上電流密度過大而超過導(dǎo)體所能承受的大小,從而引起溫度急劇上升,導(dǎo)致器件燒毀,脫焊以及載體電路板發(fā)生形變等現(xiàn)象。而溫度的上升與分布情況同樣會影響電流分布情況。包括芯片器件正常工作的電源電壓也會受到一定損耗。通過ANSYS多物理耦合來評估驗(yàn)證產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)的可靠性問題,提出及時(shí)而有效的解決方案。
電-熱耦合分析
關(guān)鍵技術(shù)之六:Design-By-Desense
5G、W-Fi、藍(lán)牙等技術(shù)的推陳出新,頻率拓展速度越來越快,頻段利用率越來越高,無線信號干擾的問題卻是日漸嚴(yán)重。
展開 ANSYS學(xué)習(xí)常見的問題以及問題解答。
62、映射網(wǎng)格劃分方法
映射網(wǎng)格劃分一直是大家關(guān)心的問題,現(xiàn)把自己使用ansys的一些經(jīng)驗(yàn)及編程的真實(shí)體會奉獻(xiàn)給大家,希望能達(dá)到授之以漁的效果。
ansys執(zhí)行映射網(wǎng)格劃分的條件是:對于面,必須是三角形或四邊形,對于體,必須是四面體、五面體或六面體,這是眾所周知的,但往往忽略了另一個(gè)條件:劃分?jǐn)?shù)的匹配問題,對于四邊形而言必須滿足對邊劃分?jǐn)?shù)相等的條件,對于三角形,在后面作專門介紹。其實(shí)ansys不僅可以對三角形和四邊形執(zhí)行映射網(wǎng)格劃分,對任意多邊形原則上(劃分?jǐn)?shù)匹配)都可以執(zhí)行影射網(wǎng)格劃分,這些方法包括:面的切割、線的合并等,這些方法也可以用在體的映射網(wǎng)格劃分上。我今天要介紹的是另一種方法(可能在論壇上已經(jīng)有類似的介紹,但我還沒有看到,如果有,就算重溫吧)也即amap命令(基于面的角點(diǎn)的映射網(wǎng)格劃分)的使用,它需要指定要劃分的面的編號,以及以任意順序指定該面上的任意4個(gè)角點(diǎn)(注意:任意四個(gè)角點(diǎn)是有前提的,即劃分?jǐn)?shù)的匹配,為了不再羅嗦,以后不在重復(fù)強(qiáng)調(diào)這個(gè)問題)。看一個(gè)簡單的例子(如圖1,尺寸見坐標(biāo)),這個(gè)圖形由3個(gè)面組成其中A2和A3滿足映射網(wǎng)格劃分的條件,A1看起來是個(gè)矩形但其實(shí)由5條邊組成,要實(shí)現(xiàn)A1的影射網(wǎng)格劃分,你可以用工作平面將其沿著L6切開,但這樣就會多出一條線,某些情況是不希望有多余元素生成的,比如把圖1看成是一塊樓板,線就是梁,如果切割后就多出了一條線,對以后定義梁造成不便。這個(gè)問題不能用lcomb命令將線2和線4合并(自己可以試一下),另一個(gè)方法就是用amap,1,4,7,8,6。
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