ansys和cfx的案例
cfx 和ansys 多場耦合算例
一個是anyss公司自帶的壓電的一個例子：另一個是水管的耦合問題算例。
couple2.doc
couple1.doc
ANSYS 流固耦合分析的基本步驟
ANSYS 流固耦合分析的基本步驟
ANSYS在原有Mechanical APDL(也叫ANSYS Classical)的基礎上，相繼合并開發了ANSYS Workbench CFX和ANSYS CFX,從12.0版本開始又合并集成了另一款著名的計算流體力學軟件FLUENT。通過堅持不懈的努力，ANSYS流固耦合分析從單向到雙向、從簡單二維模型到復雜三維模型、從小變形分析到基于動網格或網格重構的大變形分析，功能不斷增加，分析能力大幅加強、分析結果日益精確。
同時，由于集成了多個產品，流固耦合的分析使用方法也變得多種多樣，比如可以通過Mechanical APDL Product Launcher設置基于MFX的雙向耦合分析，可以通過Mechanical APDL本身設置與CFX或FLUENT的單向耦合分析，可以通過ANSYS Workbench設置與CFX和FLUENT的單向耦合分析，通過ANSYS Workbench平臺設置ANSYS和CFX的雙向耦合分析，
到13.0版本雖然還不支持ANSYS與FLUENT的雙向耦合分析，但是通過第三方軟件MPCCI也可以輕松實現雙向耦合分析，具體的可行性設置方式如表1所示。
展開 《高級有限元仿真》(ANSYS PRODUCTS V12 WIN64)[光盤鏡像]
在ANSYS WORKBENCH 中，ANSYS 和ANSYS CFX 技術的集成取得了更大的進步。在ANSYSWORKBENCH 環境中，用戶可以完整地建立、求解和后處理雙向流固耦合仿真。最新的版本也提供了單一后處理工具，可以用更少的時間獲得復雜多物理問題的解決，并且擴展了仿真的應用領域。
利用ANSYS CFX 軟件的統一網格接口可以在ANSYS 和ANSYS CFX 之間傳遞FSI 載荷，所有流固耦合問題的結果的魯棒性和精度獲得了改進。界面載荷傳遞技術的突破，很明顯的好處就在于讓同一團隊的FEA 和CFD 專家共享信息更方便。在新版中流固耦合的領域也得到了擴展。
渦輪系統一體化解決方案
ANSYS WORKBENCH 環境提供了旋轉機械設計過程所需的幾何設計和分析的集成系統。ANSYSWORKBENCH，作為高級物理問題的集成平臺，能夠讓設計人員建立旋轉機械的模型，比如水泵、壓縮機、風扇、吹風機、渦輪、膨脹器、渦輪增壓器和鼓風機。ANSYS 解決方案集成到設計過程，從而消除了中性文件傳輸、結果變換和重分析，使得CAE過程幾周內就完成了。
ANSYS ICEM CFD 和AI ENVIRONMENT 中的創新在于多區域體網格劃分工具，可用于空氣動力學中。新的網格劃分方法提供了對塊（結構網格方法）的靈活性和控制，易于使用的自動（非結構化）網格方法。半自動多區網格算法允許用戶在面和體上對網格進行總體控制，邊界上通過映射或者掃描塊提供了純六面體網格，而內部過渡到四面體或者六面體為主的網格。映射、掃描和自由劃分技術為模型中最重要區域的結構化六面體網格劃分提供了自由，可以保證用較少的精力得到高質量的自動化網格。
ANSYS ICEM CFD 和AI ENVIRONMENT產品也回答了古老的問題：“我應該用四面體劃網還是花更多的時間用六面體劃網”。
展開 基于Star CCM+的流固耦合分析實例
在不同的軟件和不同的方法之間通過網格數據的插值實現壓力、溫度、位移等場變量的交換，據說ANSYS和CFX之間可實現這一功能。比較強大的還是MpCCI，可以建立大多數固體軟件和流體軟件之間的借口，不僅能實現一般流固耦合問題的數據交換，在航空航天領域的氣動彈性方面也很強大，不過目前完全數值計算的方法在氣彈問題應用中并不十分廣泛，但MpCCI好像很難搞到盜版的，讓很多人很受傷。
統一求解的耦合法：該耦合法是指在同一計算環境下實現多物理場下多個變量的同時計算。當然耦合也有順序耦合與完全耦合之分。要實現這一耦合就目前來說必須要保證算法的統一。ADINA號稱專為多物理場耦合而生，它采用完全的有限元法來處理所有問題。用有限元法來處理流體計算顯然效率低下，且是其戰績并不輝煌，據說在氣彈和熱氣彈領域還沒有成功的案例，在一般的耦合計算領域不是很清楚，不敢妄加定論！
2．Star CCM+的耦合能力
CCM+的耦合功能主要可分為兩類：
第一即是通過數值的交換與其它軟件建立聯系，實現多物理場的耦合，包括應力分析、熱應力分析、以及噪聲分析等的耦合。因為其自帶的接口很容易實現不同軟件之間數據的傳遞與插值，因此省去了類似MpCCI這樣的中間接口。個人用過Star CCM+與Abaqus之間的數據傳遞，當用Star CCM+計算的結果如表面壓力場或溫度場之類的數據傳送給Abaqus時較為便利，只需要輸出一個載荷文件，然后在Abaqus中的inp文件中添加載荷的語句就可以方便的使用；但是當使用Abaqus生成的數據ODB文件傳向CCM+時卻從未成功，據說這是因為使用的Abaqus軟件是盜版的。
第二就是在CCM+環境下基于完全的有限體積法實現的耦合分析，可以是穩態的耦合，也可以是瞬態的。
展開 
分享幾篇ANSYS文章，希望對大家有用。
1、在ANSYS軟件中高強螺栓預緊力的施加方法
2、淺談基于ANSYS軟件的接觸分析問題
3、基于ANSYS有限元軟件裂紋擴展模擬
4、基于ANSYS有限元軟件的直齒輪接觸應力分析
5、基于ANSYS的斜齒輪接觸非線性有限元分析
6、基于ANSYSICEMCFD和CFX數值仿真技術
7、ANSYS在砌體結構非線性有限元分析中的應用研究
8、ANSYS在模態分析中的應用
9、ANSYS優化設計若干問題探討
10、ANSYS的建模方法和網格劃分
自己在網上找的，呵呵。免費的。
展開 軸承剛度對雙葉片環保泵轉子動力學特性的影響分析
國內學者對環保用泵的相關研究更多集中在改善其抗堵塞性能和提高效率等方面，如葉輪結構設計、泵內部流動機理、性能預測理論和方法[19-22]等。環保用泵因介質的多樣性導致其內部流動更加復雜，運行過程中存在較強的振動以及較大沖擊荷載，進而影響泵系統的安全穩定。因此有必要對其轉子系統的振動和噪聲問題進行深入研究。
本文以自主研發的某型雙葉片環保泵為研究對象，采用ANSYS CFX和Workbench，基于流固耦合對比分析了不同軸承剛度下轉子系統模態振型、固有頻率及臨界轉速，為類似泵轉子軸承選擇以及結構優化設計提供一定參考。
1 數值計算模型及方法
1.1結構與參數
雙葉片環保泵的結構如圖1所示，轉子系統包括泵軸、前軸承、后軸承、機械密封及葉輪。主要設計參數如下：流量Qd=400m3/h；揚程Hd=14m；轉速n=1470r/min。
1.2三維造型與網格劃分
采用三維軟件對雙葉片環保泵的全流道水體（進水段、葉輪、蝸殼、出水段）進行建模，導入ANSYS Meshing軟件進行網格劃分（如圖2）。選擇網格數對泵效率的影響進行無關性驗證（如圖3），確定流體域網格總數約為254萬。
轉子結構離散化網格數量42萬，網格節點46萬，網格模型如圖4所示，潛污泵葉輪材料選擇鑄鐵，泵軸材料選擇45鋼。
1.3邊界調節及求解設置
采用ANSYS-CFX軟件對雙葉片環保泵進行全流道數值模擬，由于雙葉片環保泵內部流動復雜，存在旋轉剪切流動和漩渦流動，湍流模型選擇RNGk-ε模型。交界面選擇frozenrotor，進口邊界選擇質量流量，出口邊界選擇靜壓。收斂精度設置為10-6，計算步長為5000步。計算轉子動力學時考慮流固耦合作用，需將流場仿真結果作為邊界條件加載到對應轉子結構部件處，流固交界處選擇流固耦合面。
展開 (轉）Ansys——CFX產品案例
航空
CFX模擬美國F22戰斗機的結果，計算狀態為馬赫數Ma=0.9,攻角=5。圖中顯示的是對稱面上的馬赫數分布。計算共采用了260萬個網格單元。由于CFX具有強大的并行功能，軟件自動將網格分為若干部分，分配到網絡上的各個處理器計算，這使得大規模CFD問題的計算能夠在短時間內得到結果。CFX模擬的升力、阻力及力矩系數都與實驗值吻合的很好。
某飛機多段翼周圍的壓力分布，CFX的最新網格技術包括：根據曲面曲率的大小自動加密網格;在附面層附近生成很薄的附面層網格;自適應網格能更有效得捕捉到激波。
2003年AIAA第二屆阻力預測研討會上CFX計算的DLR-F6客機，設計點為馬赫數為0.75，雷諾數為3E6，風洞試驗是1993到1996年在ONERA S2MA壓力風洞中進行的。模型用支架安裝在跨音速段，馬赫數變化范圍為0.6到0.8。CFX5計算的升力和阻力最大誤差與試驗相比在沒有短艙時為3.2%，有短艙時是5.5%。
采用DES模型模擬的戰斗機做高機動飛行時的翼面附近的氣流旋渦分布。CFX中的DES模型在旋渦強烈的區域用LES模擬，在其它區域用雷諾平均法模擬，大大降低了大渦模擬所需的計算資源。
采用CFX中先進的轉捩模型(transient)模擬的直升機表面摩擦阻力系數。與一般的湍流模型相比，轉捩模型模擬的阻力更為精確，尤其是在機頭和后立尾的層流區域，轉捩模型能明顯地區分出層流區和湍流區。
利用ANSYS 和CFX耦合計算的機翼顫振。ANSYS 和CFX最新開發的雙向流固耦合模塊是解決這類氣彈顫振問題的最優秀工具。
這是CFX對美國J-31型渦輪噴氣發動機的整機模擬。包括進氣道、壓縮機、燃燒室、尾噴管四個部分。單獨拿出這四個部分中的任何一個，都是一個很復雜的CFD問題。
展開 渦輪機械的設計和維護仿真解決方案
我們的平臺允許所有Ansys求解器準確高效地傳輸和映射數據，從而為空氣力學、流固耦合、共軛熱交換建模、外物損壞評估和葉片脫落（破裂）分析提供最可靠、最精準的多物理場仿真。
在燃氣輪機和渦輪機械的設計中，Ansys可提供有組織的空氣力學解決方案，運用CFX、Fluent和Mechanical預測葉片顫振、受迫響應、振動-聲學和葉片頻率失調。流體與結構之間的耦合采用循環對稱模型和模態疊加實現，這有利于大幅加快仿真速度。計算流體動力學（CFD）和有限元分析（FEA）之間采用簡化的空氣力學工作流程并具備熱冷映射功能，使設計人員能夠專注于防止機器共振和避免非同步高周期疲勞的最佳方法，以縮短設計周期時間，并提高設計人員的工作效率。
要想提高發動機效率，渦輪進氣口的溫度要高于材料的熔點。在空氣動力學、熱交換、應力和材料之間進行權衡，對于優化設計并避免由熱機械疲勞、應力斷裂或氧化造成的失效至關重要。為了驗證材料和熱障涂層的完整性并評估熱部件組件的耐用性，設計師利用Ansys工具開展穩態和瞬態共軛傳熱（CHT）仿真。Ansys Fluent和Ansys CFX在一個并行的用戶友好型網格劃分平臺上提供快速的求解方法，使CHT分析能夠實際應用到任何生產環境中。因此，對具有內流道的轉子葉片和靜子葉片的共軛傳熱進行仿真已成為一種常規方法。
展開 渦輪機械的設計和維護仿真解決方案
我們的平臺允許所有Ansys求解器準確高效地傳輸和映射數據，從而為空氣力學、流固耦合、共軛熱交換建模、外物損壞評估和葉片脫落（破裂）分析提供最可靠、最精準的多物理場仿真。
在燃氣輪機和渦輪機械的設計中，Ansys可提供有組織的空氣力學解決方案，運用CFX、Fluent和Mechanical預測葉片顫振、受迫響應、振動-聲學和葉片頻率失調。流體與結構之間的耦合采用循環對稱模型和模態疊加實現，這有利于大幅加快仿真速度。計算流體動力學（CFD）和有限元分析（FEA）之間采用簡化的空氣力學工作流程并具備熱冷映射功能，使設計人員能夠專注于防止機器共振和避免非同步高周期疲勞的最佳方法，以縮短設計周期時間，并提高設計人員的工作效率。
要想提高發動機效率，渦輪進氣口的溫度要高于材料的熔點。在空氣動力學、熱交換、應力和材料之間進行權衡，對于優化設計并避免由熱機械疲勞、應力斷裂或氧化造成的失效至關重要。為了驗證材料和熱障涂層的完整性并評估熱部件組件的耐用性，設計師利用Ansys工具開展穩態和瞬態共軛傳熱（CHT）仿真。Ansys Fluent和Ansys CFX在一個并行的用戶友好型網格劃分平臺上提供快速的求解方法，使CHT分析能夠實際應用到任何生產環境中。因此，對具有內流道的轉子葉片和靜子葉片的共軛傳熱進行仿真已成為一種常規方法。
展開 渦輪機械的設計和維護仿真解決方案
我們的平臺允許所有Ansys求解器準確高效地傳輸和映射數據，從而為空氣力學、流固耦合、共軛熱交換建模、外物損壞評估和葉片脫落（破裂）分析提供最可靠、最精準的多物理場仿真。
在燃氣輪機和渦輪機械的設計中，Ansys可提供有組織的空氣力學解決方案，運用CFX、Fluent和Mechanical預測葉片顫振、受迫響應、振動-聲學和葉片頻率失調。流體與結構之間的耦合采用循環對稱模型和模態疊加實現，這有利于大幅加快仿真速度。計算流體動力學（CFD）和有限元分析（FEA）之間采用簡化的空氣力學工作流程并具備熱冷映射功能，使設計人員能夠專注于防止機器共振和避免非同步高周期疲勞的最佳方法，以縮短設計周期時間，并提高設計人員的工作效率。要想提高發動機效率，渦輪進氣口的溫度要高于材料的熔點。在空氣動力學、熱交換、應力和材料之間進行權衡，對于優化設計并避免由熱機械疲勞、應力斷裂或氧化造成的失效至關重要。為了驗證材料和熱障涂層的完整性并評估熱部件組件的耐用性，設計師利用Ansys工具開展穩態和瞬態共軛傳熱（CHT）仿真。Ansys Fluent和Ansys CFX在一個并行的用戶友好型網格劃分平臺上提供快速的求解方法，使CHT分析能夠實際應用到任何生產環境中。因此，對具有內流道的轉子葉片和靜子葉片的共軛傳熱進行仿真已成為一種常規方法。
展開 客戶案例 | Ansys與Concepts NREC聯合推出面向葉輪機械設計和分析的自動化工作流程
Ansys拓展與Concepts NREC的合作關系，通過CFD分析軟件與葉片設計軟件的集成，實現端到端工作流程，并加快產品上市進程
主要亮點
雙方現在可以在Concepts NREC的AxCent? 3D葉輪機械組件設計中運行面向葉輪機械應用的Ansys CFX?計算流體力學軟件
該合作使設計人員能夠以更高的預測準確性快速評估機器性能，從而縮短設計周期，并提高壓縮機、渦輪機、泵、風扇和渦輪增壓器等應用的性能
近期，Ansys與Concepts NREC攜手推出自動化工作流程，將設計工具與面向渦輪機械應用的可靠分析工具相連接。CFX與AxCent的集成使設計人員能夠以更高的預測準確性快速評估機器性能，從而縮短設計周期并提高壓縮機、渦輪機、泵、風扇和渦輪增壓器等應用的性能。
葉輪機械工程師的傳統做法是，在一個軟件程序中準備初始葉片設計，然后在不同的程序中執行詳細的3D分析，而且還需要在二者之間手動傳輸數據。這種連續的數據導出可能導致大量時間延遲，需要額外的計算資源，并增加與生產相關的成本。
新的技術集成使Ansys客戶能夠使用Concepts NREC的設計工具，在同一界面內輕松從CFX求解器獲得性能結果?？蛻裟軌驗樗腥~柵自動創建參數，而且可以在不間斷的工作流程中定義物理設置。CFD仿真的這種“一鍵式”方法，使工程師能夠在制造之前先利用Ansys求解器快速驗證葉輪機械設計。CFX穩健的求解器非常適合設計優化，可幫助客戶設計高效機器，同時滿足嚴格的產品安全和環境影響標準。
將Ansys TurboGrid和Ansys CFX集成到Concepts NREC的AxCent用戶界面中
例如，Boiler 2.0的創新制造商AtmosZero致力于為工業和商業應用進行蒸汽脫碳。
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仿真案例｜使用Ansys CFX提高真空吸塵抽風機效率
在LSTM-Erlangen有一個完整的試驗臺，以便對徑向鼓風機進行數值和實驗研究。
真空吸塵器風扇的詳細模擬圖：包括葉輪、擴散器、排絲葉片和電機
LSTM-Erlangen專門從事真空吸塵器中使用的壓縮機，具有非常高的轉速，通常從30,000轉/分到50,000轉/分。
在對實際風機進行測量和仿真后，確定改進的設計目標。這些目標一般包括在相同的壓力和流量下實現更好的效率。以一個完整的新設計為目標時，進行全系統逆平均線設計，將葉輪、擴壓器和脫螺旋葉片視為一個單元，而非單獨的。此外，還考慮了風扇將在其中運行的系統，這樣風扇將與吸塵器的運行條件完美匹配。利用Ansys CFX對ITER風機進行CFD模擬計算,通過反向全系統平均線設計,使ITER風機的設計達到規范要求成為可能。通過這種方式，LSTM-Erlangen公司有可能將真空吸塵器風扇的效率提高10%以上。Ansys CFX的一個有價值的特性是power語法，它允許使用內聯Perl命令編寫后處理腳本。我們用這種方法獲得了驗證所需的機器內部流動的精確信息，并改進了逆全系統平均線設計。
ANSYS ICEM CFD網格生成
最后，通過仔細詳細的Ansys CFX模擬驗證和改進了設計，幾乎沒有構建昂貴原型的風險。
然后在LSTM-Erlangen的試驗臺上進行了實驗研究，并將研究結果與改進后的風機規格和CFD計算結果進行了比較。詳細的全系統仿真結果與試驗臺上的測量結果吻合得很好。
LSTM試驗臺測量與ANSYS CFX仿真的比較
如果需要進一步開發，則進行修改。經過周密的設計和Ansys CFX的CFD驗證和改進，很少需要進行額外的修改。
展開 容積式旋轉機械前處理網格劃分工具TwinMesh應用介紹
容積式流體機械是通過運動部件和靜止部件之間的容積周期性變化來和流體進行能量交換的機械，機械和流體之間的相互作用力主要是靜壓力，主要應用于高壓小流量的場合。容積式流體機械按照運動形式可分為往復式和回轉式兩大類。往復式主要以活塞為主，而回轉式則有多種形式，如齒輪、羅茨、螺桿、渦旋等等。
容積式旋轉機械應用范圍十分廣泛，化工、油氣、食品、液壓、制冷等各種工程領域都會涉及。
對于此類旋轉機械的CFD仿真計算來說，由于工作腔內幾何結構復雜，內部流體區域隨著轉子轉動在不停地發生變化，同時又存在極小的間隙，這就使得對網格的要求極為苛刻，需要高質量、快速的網格生成工具，來滿足求解器準確地預測主流流動、邊界層流動和間隙內的流動。
德國CFX-Berlin公司在多年的容積式旋轉機械仿真咨詢經驗的基礎上開發出了一款高效的前處理網格劃分工具——TwinMesh。
TwinMesh是針對容積式旋轉機械內部流動仿真的網格生成工具，該工具可自動生成高質量的六面體網格，與ANSYS CFX求解器結合，可以對齒輪泵、羅茨泵、擺線泵、雙螺桿式壓縮機/膨脹機/泵、偏心螺桿泵、渦旋壓縮機/膨脹機、汪克爾轉子發動機、滑片泵等容積式流體機械實現其內部流場的CFD仿真。
TwinMesh網格應用的各類模板
首先我們來看一下TwinMesh和ANSYS CFX是如何協作來完成容積式旋轉機械的流動仿真問題。
前處理中，轉子部分的六面體網格由TwinMesh創建，非轉子部件可由ANSYS Meshing /ICEM CFD等模塊生成網格，在TwinMesh中可一鍵生成CFX的求解def文件進行計算。
展開 仿真案例｜提高真空吸塵抽風機效率
在LSTM-Erlangen有一個完整的試驗臺，以便對徑向鼓風機進行數值和實驗研究。
真空吸塵器風扇的詳細模擬圖：包括葉輪、擴散器、排絲葉片和電機
LSTM-Erlangen專門從事真空吸塵器中使用的壓縮機，具有非常高的轉速，通常從30,000轉/分到50,000轉/分。
在對實際風機進行測量和仿真后，確定改進的設計目標。這些目標一般包括在相同的壓力和流量下實現更好的效率。以一個完整的新設計為目標時，進行全系統逆平均線設計，將葉輪、擴壓器和脫螺旋葉片視為一個單元，而非單獨的。此外，還考慮了風扇將在其中運行的系統，這樣風扇將與吸塵器的運行條件完美匹配。利用Ansys CFX對ITER風機進行CFD模擬計算,通過反向全系統平均線設計,使ITER風機的設計達到規范要求成為可能。通過這種方式，LSTM-Erlangen公司有可能將真空吸塵器風扇的效率提高10%以上。Ansys CFX的一個有價值的特性是power語法，它允許使用內聯Perl命令編寫后處理腳本。我們用這種方法獲得了驗證所需的機器內部流動的精確信息，并改進了逆全系統平均線設計。
ANSYS ICEM CFD網格生成
最后，通過仔細詳細的Ansys CFX模擬驗證和改進了設計，幾乎沒有構建昂貴原型的風險。
然后在LSTM-Erlangen的試驗臺上進行了實驗研究，并將研究結果與改進后的風機規格和CFD計算結果進行了比較。詳細的全系統仿真結果與試驗臺上的測量結果吻合得很好。
LSTM試驗臺測量與ANSYS CFX仿真的比較
如果需要進一步開發，則進行修改。經過周密的設計和Ansys CFX的CFD驗證和改進，很少需要進行額外的修改。
展開 ANSYS Discovery Live工程設計大賽賞析
HyperXite團隊的設計人員和分析人員尋求一種方法來縮短迭代時間。
使用ANSYS Discovery Live：
利用Discovery Live，CAD設計人員靜態結構團隊能夠快速找到各種結構中的薄弱點。團隊在Discovery Live中研究CAD模型，創建擠出，切割材料，執行基本修改，從而消除設計中的潛在缺陷。利用Discovery Live，整流罩（外殼）的設計人員可以快速了解設計在SpaceX隧道中以高速度運動時的性能表現。每次仿真的設置和分析時間大約是15分鐘。收集數據后，團隊可以將完成的設計發送給仿真團隊，以便更徹底地研究整流罩在高速下的性能表現。利用Discovery Live，HyperXite仿真團隊估計整流罩的設計優化至少節省了10小時。動力學結構團隊利用Discovery Live收集反饋信息，了解結構件如何承受驅動輪上連接的氣動裝置所施加的1500 N垂直力。通常，這類仿真需要30至60分鐘（包括設置和運行時間），但是該團隊的設計人員用15分鐘就獲得了結果。
University of Utah團隊
問題：
猶他大學的空氣動力學團隊需要更好地理解賽車上的不同組件如何改變氣流，以及如何通過改變賽車設計來減小阻力。團隊最近學習了如何在ANSYS Fluent和ANSYS CFX中進行參數化研究，但他們也在尋找一種更好的方法，以便在前期設計階段測試更多的設計迭代方案。
使用ANSYS Discovery Live：
學生團隊通過多種方式使用Discovery Live。他們能夠比較三種不同的懸架設計，并快速分析每種設計的優勢與劣勢。另外，他們還確定了一點，在懸架臂上增加薄的對稱翼型蓋板可提高空氣動力學性能，并整體改善汽車周圍的氣流。
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