ansys噪聲插件的案例
電機振動噪聲建模分析：ANSYS電機振動噪聲分析
噪聲、振動與聲振粗糙度（Noise、Vibration、Harshness）(在~20Hz-20kHz之間)的常見術(shù)語。引起這些振動的力可以來自許多來源。對于電機來說，這些力可能是驅(qū)動轉(zhuǎn)子軸的磁力，也可能是更大的驅(qū)動系統(tǒng)的一部分，比如軸承和/或齒輪。
圖1 汽車NVH示意圖
噪聲是電機的一個熱門話題，而諸如重量和成本降低等競爭性需求會帶來工程挑戰(zhàn)，如果不加以解決，可能會影響客戶滿意度和產(chǎn)品接受度，使用ANSYS工具將為如何全面解決電機噪聲提供工程指導(dǎo)。
1. 問題分析
本例以永磁同步電機模型為例。在Maxwell 2D中，利用該電機的1/8模型，計算定子內(nèi)表面徑向和切向磁拉力；然后在ANSYS Mechanical中進行該電機三維定子的諧響應(yīng)分析；最后在ANSYS Harmonic Acoustic中進行三維聲場分析。在Workbench中，Maxwell中計算的定子內(nèi)表面徑向和切向磁拉時域力密度分布，作為激勵源，耦合到Mechanical 中進行頻域的諧響應(yīng)分析；諧響應(yīng)分析的結(jié)果，作為激勵耦合到ANSYS Harmonic Acoustic 中，作為噪聲分析的激勵。
幾何模型
圖2 模型示意圖
材料參數(shù)
，仿真過程中使用的材料為默認的結(jié)構(gòu)鋼
2. 電磁力計算
圖3 1/8電機模型
分析模型為 Prius 電機的二維分析模型，建立Maxwell 2D分析流程。
打開【W(wǎng)orkbench】->【Toolbox】->【Analysis Systems】，添加一個Maxwell 2D分析系統(tǒng)。
展開 電機振動噪聲建模分析:基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析
電動機與發(fā)電機等電力設(shè)備的噪聲起因很多，有電磁振動噪聲、機械噪聲及流致噪聲等等，本文通過ANSYS公司的官方案例為操作背景，詳細介紹如何將作用在定子上的瞬態(tài)電磁力作為結(jié)構(gòu)諧響應(yīng)分析的載荷計算振動噪聲。
1.電磁模型建立與分析
如圖1所示為一個電機模型，電機的額定輸出功率為550W，額定電壓為220V，極對數(shù)為4，定子齒數(shù)為24個，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為1500rpm，求電磁振動產(chǎn)生的噪聲大小。
本算例使用的模塊如下：
RMxprt模塊：建立電機類型；
Maxwell模塊：2D瞬態(tài)電磁場計算；
Structural 模塊：3D諧響應(yīng)分析計算；
Acoustics ACT模塊：噪聲計算
注：Acoustics ACT模塊需要單獨安裝，請用戶到官方網(wǎng)站上自行下載。
圖1 電機模型
電機的電路模型如圖2所示。
圖2 電機電路模型
1）啟動Workbench。在Windows XP下單擊“開始”→“所有程序”→ANSYS15→Workbench15命令，即可進入Workbench主界面。
2）保存工程文檔。進入Workbench后，單擊工具欄中的按鈕，將文件保存為“zhendongzaosheng.wbpj”，單擊Getting Started窗口右上角的（關(guān)閉）按鈕將其關(guān)閉。
3）雙擊Toolbox→Analysis System→RMxprt模塊建立項目A，如圖3所示。
4）雙擊項目A中的A1欄進如RMxprt電機設(shè)置平臺，如圖4所示。
圖3 RMxprt模塊 圖4 RMxprt平臺
5）依次選擇菜單RMxprt→Machine Type，在彈出的電機類型選擇對話框中單擊Generic Rotating Machine選項，單擊OK按鈕，如圖5所示。
展開 Ansys | 利用Ansys Motor-CAD NVH調(diào)諧分析噪聲、振動和聲振粗糙度
正確調(diào)諧NVH模型后，我們可以在Motor-CAD軟件中運行NVH分析，以便更好地了解整個工作范圍內(nèi)的噪聲特征。最終，這將有助于避免產(chǎn)品重新設(shè)計和發(fā)布延遲，并且從長遠來看可以有效節(jié)省時間和資金。
Ansys Workbench制作ACT插件實現(xiàn),快速框選element faces單元的功能 ￥20
問題：
Ansys workbench的框選功能只能按住Ctrl增加選項，卻沒有反向選擇框選減少的功能！！！
Ansys workbench的connect創(chuàng)建連接非常方便，但是很多時候幾何面的區(qū)域和實際想要做連接的區(qū)域大相徑庭。這個時候一個較好的連接區(qū)域選擇方法是使用element Faces進行連接區(qū)域的定義。但是遺憾的是ansys workbench的框選功能也是不咋滴，單元選擇較為麻煩——沒有反向選擇，框選減除的功能！！！！
雖然兩種方式對計算結(jié)果沒有什么影響，但是第二個選著方式在甲方看來，仿真工程師是有認真在干活的。。。。。。。。。。
使用hypermesh的同事都知道，ansys workbench在鼠標(biāo)框選這個功能上差了很多。Ansys workbench的框選功能只能按住Ctrl增加選項，卻沒有反向選擇框選減少的功能！！！
解決方案：
這里使用ansys workbench 的二次開發(fā)功能，增加一個針對單元面選擇的ACT插件。實現(xiàn)框選增加和框選減除的功能，雖然不能與hypermesh的右鍵反選功能相比肩，但實際應(yīng)用還是可以帶來很多便捷之處，尤其使用快捷鍵操作后，有很大提升。
功能實現(xiàn)邏輯：
1.首先用戶自己調(diào)整到element Faces 選擇類型，程序讀取當(dāng)前界面中加亮的element face單元的id號并存儲在global變量中。
2.用戶框選其它element faces單元，程序繼續(xù)讀取當(dāng)前選擇單元id號。再對global中存儲的id號進行比較。
3.如果是增加操作，就合并兩次框選；如果是減除操作，就對global集合去除當(dāng)前選擇的集合。
具體實現(xiàn)方法：
首先，創(chuàng)建xml文件——在mechanical界面上方創(chuàng)建新的按鍵。
展開 
ANSYS 軟件&ACT插件下載 ￥2
費了不少心思，在網(wǎng)上找了一些ANSYS各版本軟件和ACT插件，感興趣趕快
Ansys Workbench制作ACT插件實現(xiàn)快速框選單元的功能（2） ￥20
問題：
前文在Ansys workbench中使用ACT方式增加了element Faces的反向選擇功能。但是在使用過程中感覺，還是有些不方便，所以對程序進行了部分更新。主要是增加了一項對實體幾何邊的element Faces轉(zhuǎn)換功能。
結(jié)果示例：
實現(xiàn)過程簡要如下：
? 通過選擇實體幾何邊，利用convert to 功能轉(zhuǎn)為與幾何邊相關(guān)聯(lián)的單元。
? 再將單元轉(zhuǎn)為節(jié)點（這一步界面沒有操作，但是幫組文檔有命令“NodeIdsFromElementIds”可以實現(xiàn)），該命令執(zhí)行后可以返回，與單元相關(guān)的所有節(jié)點，包括實體內(nèi)部的網(wǎng)格節(jié)點。
? 將這些節(jié)點，加入到NamedSelection中。
? 再利用NameSelection中的Convert to Element Face 功能，進行轉(zhuǎn)換為表面單元（這一步，在幫助文檔中沒有找到對應(yīng)的命令）
將以上操作步驟，利用API命令執(zhí)行，就可以實現(xiàn)，選擇幾何邊轉(zhuǎn)為與邊相關(guān)連的單元面的選擇。（但是程序會在NamedSelecetion 中創(chuàng)建兩個選擇集）
示例.avi
這里將該功能增補到了上期的 合并/刪除 等功能。已經(jīng)下載上期的小伙伴可以聯(lián)系我，直接更新這個邊擴展的功能。
展開 Ansys Workbench初始變形+預(yù)應(yīng)力釋放仿真（含ACT插件） ￥20
繼續(xù)進行第二仿真步，傳遞板子的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)；
預(yù)應(yīng)力的傳遞方法在微信公眾號文章：“ansys分析中如何考慮殘余應(yīng)力影響？”中提及了兩種方法，這里分別測試如下：
方法一：使用external Data模塊
首先，在步驟一初始板子變形，有正確應(yīng)力分布的結(jié)果中，分別提取X、Y、Z、XY、YZ、ZX六個方向的法向應(yīng)力和切向應(yīng)力。
需要注意的是：
六個方向的應(yīng)力導(dǎo)出文件需要修改節(jié)點坐標(biāo)位置，不然映射應(yīng)力會不準確。（方法：提取X、Y、Z的方向變形結(jié)果，組合計算節(jié)點X、Y、Z變形后坐標(biāo)）
在external data中加載X、Y、Z、XY、YZ、ZX六個方向的法向應(yīng)力和切向應(yīng)力。通過import Initial Stress 依次導(dǎo)入六個反向的應(yīng)力，此時可以看到導(dǎo)入的應(yīng)力云圖和第一步的仿真結(jié)果是一致的。
但是，導(dǎo)入初始應(yīng)力后，進行第二步帶初始應(yīng)力的變形分析。其計算結(jié)果似乎不符合預(yù)期。（本人也不知道為什么了）
方法二：使用插入 APDL command 的方式，利用inistate 命令導(dǎo)入初始應(yīng)力。
同樣使用約束表面自由度的方式查看導(dǎo)入的von mises應(yīng)力，方法二 穩(wěn)定很多。
Inistate，read命令使用時的地址部分需要注意的是：模塊C4：計算寫出的file.ist文件不要直接復(fù)制到D模塊的計算文件夾。
這里在反過頭來說如何獲得符合彎折預(yù)期的初始應(yīng)力。
展開 ANSYS workbench的免費插件，設(shè)置移動熱源
ACT_MovingHeat_R170_v4.1.zip
官網(wǎng)也可以免費下載，分享給下載不便的同學(xué)們，解壓之后里面doc文件夾里有使用說明
ANSYS Workbench ACT插件_WorkbenchLSDYNA_R160_
ANSYS Workbench ACT插件的版本和Workbench的版本是一一對應(yīng)的，即低版本的Workbench無法打開高版本的ACT插件，高版本的Workbench也無法打開低版本的ACT插件。
ANSYS 16.0在安裝過程中workbench 的act插件安裝不全
只有這一個IronPythonConsole
如果需要ls-dyna插件可以額外安裝，給大家提供了act插件，需要可以去我的主頁下載
ANSYS有個作轉(zhuǎn)子動力學(xué)的插件rotordynamics
有用過此插件的朋友進來，討論一下！ 談?wù)勛约河玫母惺芗捌渥⒁馐马棧€有此插件不完善的地方！
Ansys Workbench ACT插件，在表面施加邊緣區(qū)域漸變大小的力載荷 ￥30
Ansys Workbench本身只可以按載荷面施加均勻分布的載荷，載荷大小不能實現(xiàn)邊緣逐步減小的效果。導(dǎo)致仿真結(jié)果會在載荷邊緣出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象與實際不符。
解決方法：
一種比較直接的方法就是在幾何切分時，將加載區(qū)域逐層切分為多個區(qū)域；或者利用Named Selection將加載區(qū)域分割為多個加載區(qū)域。再按區(qū)域分段加載，但是每個分區(qū)的載荷大小要仔細計算。
比較應(yīng)力結(jié)果和約束邊界的支持反力可知：分段加載的方法，應(yīng)力分配變均勻。且分割區(qū)域越多，載荷分配越均衡，加載區(qū)域的應(yīng)力結(jié)果更均衡。但是各區(qū)域的載荷大小較難控制。
上述方式可以手動實現(xiàn)用戶漸變載荷加載的需求，只是操作步驟多，分割區(qū)域繁復(fù)，且每個分區(qū)的載荷定義較難控制。并且通過支反力結(jié)果可知，這種分割的方式由于邊界線區(qū)域載荷大小不易控制，從而導(dǎo)致總載荷大小108N與目標(biāo)載荷110N稍有差異。
基于上述需求和問題，本文以分割加載區(qū)域，逐步漸變施加載荷的思想為基礎(chǔ)。利用ansys workbench 的二次開發(fā)平臺，封裝了ACT插件，可以簡便快捷的實現(xiàn)上述加載方案。
將附件中的ACT插件下載至本地，并加載。
ACT插件安裝和使用：
ACT插件示例：
與上述初始方案或手工分割方案相比，不需要幾何切分，省去了Named selection的節(jié)點分組。只需要定義加載所在的幾何面和建立坐標(biāo)系。并且ACT插件有WB界面友好交互，簡便易上手。
相比手工方法，可以顯著提高效率，簡化步驟。并且，應(yīng)力分布更均衡，支反力嚴格等于目標(biāo)值110N。
并且，除了圓柱坐標(biāo)系可以定義圓球型加載方式外。
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基于ANSYS Workbench的變壓器振動噪聲仿真分析
變壓器性能包括散熱、噪聲、振動、抗短路能力等眾多因素，變壓器作為電站主要設(shè)備之一，并且是變電站主要噪聲源設(shè)備是研究的重點，因此變壓器的噪聲問題一直是設(shè)計人員關(guān)注的重點。
本文根據(jù)GB/T1094.10變壓器聲級測定標(biāo)準，結(jié)合變壓器額定負載運行工況，基于ANSYS Workbench平臺實現(xiàn)了變壓器噪聲分析，從而在噪聲產(chǎn)生機理上進行深入研究，不僅可以在變壓器設(shè)計階段預(yù)估噪聲值，還可以為有效降低變壓器噪聲提供科學(xué)依據(jù)。
2 噪聲分析理論基礎(chǔ)
2.1 電磁分析基礎(chǔ)
電磁場理論由麥克斯韋方程組（如下圖所示）來描述。
求解方法上，數(shù)值法優(yōu)于解析法，近年來電磁場數(shù)值解法在工程及科學(xué)研究上的應(yīng)用也越來越廣泛和高效。
電磁場的數(shù)值分析和計算通常歸結(jié)為求微分方程的解，對于偏微分方程，輔助邊界條件和初始條件即可獲得方程的定解。
ANSYS Maxwell 采用有限元法，將求解區(qū)域離散化為”單元“，采用Maxwell方程進行求解。
2.2 結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)
通過電磁場分析得到鐵芯和繞組所受的電磁力分布，對其進行傅里葉變換，可以得到電磁力各諧波分量的幅值和相位角大小，將其作為簡諧激勵源，進行結(jié)構(gòu)的諧響應(yīng)分析。
諧響應(yīng)分析的運動控制方程為：
其中假設(shè)F和u做簡諧變化，則：
2.3 噪聲分析基礎(chǔ)
采用聲學(xué)有限元法求解聲學(xué)Helmholtz方程來計算聲場。
展開 基于ANSYS Workbench平臺的電機電磁噪聲仿真分析
圖61 A記權(quán)聲壓級
4.結(jié)論
本操作案例僅介紹了如何在ANSYS Workbench平臺上，通過Maxwell電磁模塊與Mechanical模塊進行電機的電磁結(jié)構(gòu)噪聲仿真的操作流程，對電機實際結(jié)構(gòu)進行仿真計算時需要充分考慮電機的結(jié)構(gòu)特點。
以上文章來源于ANSYS，作者ANSYS中國
ANSYS Fluent 19.0汽車表面寬頻噪聲模擬 ￥8.88
本教程使用ANSYS Fluent 19.0軟件，對一汽車模型外流場流動動所引起的寬頻噪聲進行聲學(xué)仿真，文檔內(nèi)包含詳細的網(wǎng)格導(dǎo)入、模型選擇、材料物性、邊界條件、求解參數(shù)、后處理的設(shè)置。通過broadband noise方法求解獲得寬頻噪聲。詳細介紹了網(wǎng)格導(dǎo)入、模型選擇、材料物性、邊界條件、求解參數(shù)、后處理的設(shè)置。采用寬頻噪聲模型模擬外流場引起的寬頻噪聲，后期通過不同的模型修正獲得不同類型的噪聲衡量。
干貨 | ANSYS Fluent氣動噪聲仿真模型解析
氣動噪聲是由于氣流流過固體表面引起的氣流壓力擾動產(chǎn)生，它起因于氣體內(nèi)部的脈動質(zhì)量源（單極子噪聲源）、作用力的空間梯度（偶極子噪聲源）和應(yīng)力張量的變化（四極子噪聲源）。氣動噪聲問題在各種高速機械中均有產(chǎn)生，比如高鐵、飛機、汽車以及旋轉(zhuǎn)機械等領(lǐng)域（見圖1）。
圖1 氣動噪聲的應(yīng)用領(lǐng)域
ANSYS Fluent提供了三種解決氣動噪聲的方法，分別是直接計算法（CAA）、聲比擬法（FW-H方程）、寬頻法（Boardband Model）（見圖2）。由于聲波方程可認為是三維可壓縮N-S湍流方程的變形形式，所以求解N-S方程可以描述聲波產(chǎn)生和傳播現(xiàn)象。
但流動和聲學(xué)變量尺度跨度很大，所以CAA方法對于精度要求和硬件要求都很高，在實際工程問題中不可行。而更多采用的是將波動方程和流動方程解耦的聲比擬法和寬頻方法。具體理論方程可參考ANSY。
圖2 ANSYS Fluent中氣動聲學(xué)模型
以軸流風(fēng)機為例，對其氣動噪聲進行仿真。首先進行穩(wěn)態(tài)流場計算，可采用多參考系（MRF），為后面的瞬態(tài)計算提供初始流場；其次，可采用滑移網(wǎng)格進行瞬態(tài)計算，控制時間步長，且至少得到多個周期的變化方可結(jié)束；然后，開啟聲比擬模型，設(shè)置sources及receivers，進行聲場仿真，并輸出相關(guān)參數(shù)變化曲線；最后，通過傅里葉變換（FFT）得到聲壓級頻譜曲線（見圖3）。
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