ansys 中的cfd的案例
Ansys CFD在電機(jī)散熱仿真中的應(yīng)用
為了找到最佳電機(jī)冷卻方式，需要對(duì)電機(jī)在工作過程中的核心流動(dòng)問題進(jìn)行CFD仿真分析。通常電機(jī)CFD仿真分析的核心即是電機(jī)散熱系統(tǒng)分析，涉及通風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)部件、換熱部件的設(shè)計(jì)優(yōu)化以及電機(jī)核心部件溫升（起動(dòng)時(shí)及額定工況）等問題。
來(lái)稿 | Ansys CFD在電機(jī)散熱仿真中的應(yīng)用
關(guān)于Ansys CFD
計(jì)算流體動(dòng)力學(xué) (CFD) 是一款操作靈活、結(jié)果精確、應(yīng)用廣泛的仿真工具。Ansys CFD 不僅能提供定性結(jié)果，還可就流體的相互作用和平衡做出準(zhǔn)確的定量預(yù)測(cè)，讓新手和專家用戶都能運(yùn)行出色的 CFD 仿真。全新基于任務(wù)的工作流程有助于用戶開展更多的工作：只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)便可在較短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確地解決復(fù)雜問題。
與賽車速度平行的ANSYS氣流仿真分析，只因加載了HPC
計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）分析可深入了解汽車周圍的氣流、壓力和速度分布，以及計(jì)算空氣動(dòng)力所需的參數(shù)。工程師們一般會(huì)建立具有虛擬駕駛員的賽車的3D CAD模型，因?yàn)槟Ｐ偷木W(wǎng)格眾多，一般會(huì)通過HPC資源在ANSYS 19.0仿真環(huán)境中生成。
CFD模擬過程
1、利用ansys設(shè)計(jì)建模器，用虛擬駕駛員生成三維賽車模型。在賽車周圍模擬空氣量，進(jìn)行外部流動(dòng)模擬。
2、開發(fā)三維賽車的cfd網(wǎng)格模型。從網(wǎng)格面創(chuàng)建組以應(yīng)用邊界條件。
3、將CFD模型導(dǎo)入Ansys Fluent Environment。確定需要建立和運(yùn)行CFD模擬的核心數(shù)。
4、定義模型參數(shù)、流體特性和邊界條件。
5、定義求解器設(shè)置和求解算法。
6、提取賽車上用于計(jì)算賽車受力的壓力載荷，并評(píng)估其在氣動(dòng)力作用下的穩(wěn)定性。
在HPC資源支持的環(huán)境下求解了ansys fluent仿真軟件。仿真模型需要在三維賽車幾何體周圍精確地定義大量的精細(xì)網(wǎng)格元素。
展開 Ansys氣液設(shè)備典型應(yīng)用
從稀相到密相），此外粒徑分布廣，設(shè)備中可能存在侵蝕/腐蝕，從而預(yù)測(cè)旋流器或水力旋流器內(nèi)部的流場(chǎng)預(yù)測(cè)是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)
Ansys技術(shù)方案
‐ ANSYS CFD中有豐富的多相流模型（DPM、DDPM）、歐拉多相流以及湍流模型，沖蝕等，能夠幫助分析不同粒徑、不同顆粒濃度時(shí)的分布效率，分析沖蝕對(duì)設(shè)備造成的影響
推薦Ansys模塊
‐ ANSYS CFD Premium + HPC pack
精餾塔
設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)
‐ 基于經(jīng)驗(yàn)和理想流模型的實(shí)證設(shè)計(jì)
‐ 真正的托盤具有非理想行為：通道、再循環(huán)、停滯區(qū)域
‐ 工程設(shè)計(jì)中也有許多待解決問題，例如了解給定設(shè)計(jì)的流動(dòng)行，研究流型對(duì)托盤性能的影響，研究夾帶和吸收機(jī)制
Ansys技術(shù)方案
‐ ANSYS CFD中有豐富的，歐拉多相框架，代數(shù)界面面積密度模型 （AIAD），蒸發(fā)-冷凝模型，多種傳質(zhì)機(jī)制，能夠幫助了解氣體滯留分布，夾帶和吸收預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)析出傳質(zhì)和析出速率，預(yù)測(cè)物料組成，預(yù)測(cè)壓降等
推薦Ansys模塊
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深圳市優(yōu)飛迪科技有限公司成立于2010年，是一家專注于產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)解決方案與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。
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ANSYS CFD的那些前處理工具
ANSYS Meshing負(fù)責(zé)為ANSYS Workbench中的大多數(shù)求解器輸出網(wǎng)格，地位斐然。在最近的幾個(gè)ANSYS版本中，ANSYS Meshing的操作界面發(fā)生了非常大的變化。
ANSYS Meshing只能進(jìn)行網(wǎng)格生成，不具備幾何操作能力，因此在網(wǎng)格生成過程中如果發(fā)現(xiàn)存在幾何問題，就只能返回到DM或SCDM中進(jìn)行操作了，這其實(shí)也造成了ANSYS Meshing的操作過程不絲滑，ANSYS Workbench的各模塊打開慢的要死，十多年也沒見性能改進(jìn)。
在網(wǎng)格生成方面，ANSYS Meshing的功能比較齊全，能夠生成大多數(shù)常規(guī)的網(wǎng)格類型（三角形、四邊形、四面體、六面體、三棱柱、五面體網(wǎng)格），配合ANSYS官方插件可以生成多面體（不過這個(gè)插件官方商店現(xiàn)在找不到了，我這里只有支持18.2版本的老插件）。
在最近的版本中，ANSYS Meshing增加了網(wǎng)格編輯功能，能夠?qū)Φ唾|(zhì)量網(wǎng)格進(jìn)行手工編輯。
ANSYS Meshing的操作方式比較簡(jiǎn)單，操作邏輯也很清晰，很適合新手入門使用。不過ANSYS Meshing目前似乎不支持并行生成網(wǎng)格，在生成大量網(wǎng)格時(shí)超級(jí)慢。雖然軟件里面有個(gè)設(shè)置CPU數(shù)量的參數(shù)，但我試過那個(gè)參數(shù)設(shè)置成多少都沒啥效果，資源管理器里面只有一個(gè)CPU在干活，目前不清楚是參數(shù)設(shè)置的原因還是軟件本身的原因。
個(gè)人覺得ANSYS Meshing比較適合中等以下規(guī)模的網(wǎng)格生成。
4、ICEM CFD
ICEM CFD也不是ANSYS親生的，不過在被收編的頭幾年，ANSYS還是花了大力氣對(duì)其進(jìn)行推廣的。
展開 2017名人堂作品賞析
名人堂作品賞析：PCKAhttp://www.ansys.com/zh-cn/other/hall-of-fame/archive/2017
對(duì)于重量和體積均受限制的航空航天器而言，高效熱傳遞非常關(guān)鍵；在這些情況下泡沫鋁可作為理想的解決方案。工程師在ANSYS CFD中對(duì)流體動(dòng)力學(xué)和熱傳遞過程進(jìn)行了建模，從而為代表戰(zhàn)術(shù)飛行器熱管理系統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)泡沫鋁模型提供非常精確的熱/水力性能預(yù)測(cè)結(jié)果。在成本高昂的試錯(cuò)制造和測(cè)試工作之前建立性能曲線，使得創(chuàng)新型熱交換器的設(shè)計(jì)成為現(xiàn)實(shí)。
展開 二、建模及畫網(wǎng)格軟件推薦
</p><p><br></p><p><strong> 一、幾何建模</strong></p><p> <strong>幾何建模</strong>：首先我們需要一個(gè)幾何模型，所有的計(jì)算無(wú)論是層流、湍流、多相流等都應(yīng)該在這個(gè)幾何模型中進(jìn)行。</p><p> 幾何模型分為二維模型和三維模型，（實(shí)際上所有的模型都是三維的，即便你的模型是二維的，在Fluent中，會(huì)默認(rèn)給個(gè)深度depth）對(duì)于比較簡(jiǎn)單的二維模型或三維模型，可以直接使用ANSYS軟件包中的ICEM CFD軟件，這是一個(gè)專業(yè)的畫網(wǎng)格軟件，也能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的建模。這個(gè)軟件畫網(wǎng)格功能很強(qiáng)大，但是建模用起來(lái)會(huì)很不方便，只適合非常簡(jiǎn)單的模型，比如二維矩形、三維立方體、圓柱擾流等，使用ICEM CFD軟件建模之后，就可以直接在里面畫網(wǎng)格了。</p><p> ANSYS軟件包還提供了另外的建模軟件——Workbench中的Geometry，Geometry軟件對(duì)三維模型和和二維模型都可以進(jìn)行構(gòu)建，是ANSYS專門用于建模的軟件，因此建模功能遠(yuǎn)強(qiáng)于ICEM。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZy8kpgUqdjcNGhouxxPXuvicKCEc6A8LZIeKYlVVSDtN7SwQQTxQjh3qyHnpl45VDMGViaX3tCGoHnIQ/640?
展開 流固耦合仿真在航天器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
因?yàn)槿剂舷?em>中液體燃料與薄膜的復(fù)雜相互作用，在彈性膜的影響下進(jìn)行晃動(dòng)建模相當(dāng)復(fù)雜。空客工程師之前從未對(duì)這些相互作用進(jìn)行建模，而且搜索文獻(xiàn)后也未能找到可用作指導(dǎo)的任何出版資料。因此工程師決定利用ANSYS Workbench環(huán)境中所集成的ANSYS多物理場(chǎng)工具，以開展流固耦合(FSI)仿真，并分析這款推薦的薄膜的行為。
航天器設(shè)計(jì)研究
空客工程師需要開展設(shè)計(jì)研究，以計(jì)算彈性膜對(duì)正在研發(fā)中的航天器的影響。工程師被要求估算，當(dāng)航天器進(jìn)行幾種定義機(jī)動(dòng)時(shí)質(zhì)心的變化以及燃料對(duì)燃料箱壁面施加的作用力。這需要同時(shí)求解液體燃料對(duì)薄膜的作用以及薄膜對(duì)液體的影響。開展FSI仿真的最大障礙是：仿真流體的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)軟件和仿真彈性膜的有限元分析(FEA)軟件通常由不同供應(yīng)商提供，它們不能協(xié)同工作。用戶必須找到一種集成上述工具的方法。這可能涉及編寫和驗(yàn)證腳本，以及每次仿真時(shí)手動(dòng)在CFD和FEA軟件套件之間傳遞數(shù)據(jù)。在仿真過程中進(jìn)行手動(dòng)干預(yù)非常耗時(shí)，造成仿真工作流程變得復(fù)雜，而且還可能降低整體仿真的精度。
FSI仿真過程中使用的典型平移情況
機(jī)械變形過程中彈性膜的中點(diǎn)位移
ANSYS軟件能夠提供FSI仿真所需的完整物理場(chǎng)，其包括在ANSYS Workbench環(huán)境中集成的CFD和FEA求解器，從而解決了上述難題。通過簡(jiǎn)單的拖放操作，一個(gè)軟件套件的輸出能作為輸入信息耦合到下一個(gè)軟件套件中，因此無(wú)需進(jìn)行手動(dòng)數(shù)據(jù)傳遞。在本案例中，空客工程師將彈性膜建模為偏離燃料箱下方的固體，同時(shí)在燃料箱下方壁面上創(chuàng)建了一個(gè)流體出口。借助ANSYS Fluent和ANSYS Mechanical之間獨(dú)特的集成功能，工程師能夠使用燃料箱壁面的固體部分約束流體域模型和各表面，從而定義ANSYS Mechanical固體單元。
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