ansys仿真發(fā)電機(jī)磁場的案例
新磁流體發(fā)電機(jī)--用磁場中的“電子管”來發(fā)電的設(shè)備！
任何接觸過高功率電子管的人都可能會發(fā)現(xiàn)，電子管在工作時，其陰極以較大的功率進(jìn)行了熱電轉(zhuǎn)換，且熱電轉(zhuǎn)換的功率與效率都比較高，可能有不少人都萌生過用這種方式來發(fā)電的想法。
電子管陰極熱能轉(zhuǎn)化的“電”，以定向電子流的形式存在，電子流在電場驅(qū)動下，定向運(yùn)動到陽極，又全部轉(zhuǎn)換為更多的熱能（其中還包含一部分外電源輸出的電能,P=UI）,這并非是可輸出的電能。怎么讓這些攜帶大量能量的定向電子流變?yōu)榭奢敵龅碾娔苣兀科鋵嵑芎唵危没魻栃?yīng)就可以了（磁流體發(fā)電機(jī)的原理）。在電子流運(yùn)動的方向上外加一個垂直的磁場，讓電子流垂直穿過磁場，再在電子流偏轉(zhuǎn)的一側(cè)加電子收集裝置，這樣,收集板和陰極之間就會產(chǎn)生電勢差，連接負(fù)載就可以輸出電功率了（系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2）。由于定向電子流運(yùn)動的速度很快（與磁場垂直運(yùn)動的速度），因此可以產(chǎn)生很高的感應(yīng)電動勢。理論上，如果按此原理制成直流發(fā)電機(jī),只要外加電源電壓足夠高，收集板與陰極之間的電勢差可以比大型交流發(fā)電機(jī)的一萬多伏的電壓還要高。
由于電子流是從電勢較高的陰極運(yùn)動到電勢較低的收集板的，所以整個過程中，是電子流克服外電場做功而不是外電場對電子流做功。或者可以這樣說，由于電子流在磁場作用下沒有到達(dá)陽極，外加高壓電源電路中并沒有電流流動，P=UI，所以電源輸出功率近似為零。外加高壓電源并沒有對整個系統(tǒng)做功（圖2為原理圖）。
下面就是一個按此原理改造的新磁流體發(fā)電機(jī)（高效熱能發(fā)電機(jī),專利申請?zhí)枺?009101759672）的原理圖，是一個不需要任何運(yùn)動部件，直接把熱能高效轉(zhuǎn)變成電能的發(fā)電設(shè)備。其原理與磁流體發(fā)電機(jī)相似，但此發(fā)電機(jī)以電子流取代等離子流，工作溫度遠(yuǎn)低于磁流體發(fā)電機(jī)（工作溫度只有700-900攝氏度），且沒有電極腐蝕的難題。整個系統(tǒng)閉環(huán)運(yùn)作，效率遠(yuǎn)高于磁流體發(fā)電機(jī)。
展開 用戶作品賞析 | 基于Ansys的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)仿真技術(shù)
應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的發(fā)電機(jī)在工作時會受到多種復(fù)雜惡劣的環(huán)境的影響，同時發(fā)電機(jī)輸出性能與電源變換器之間的控制策略密切相關(guān)，利用Ansys Twin Builder 平臺搭建發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)仿真模型，并對發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計方案在各類復(fù)雜工況下進(jìn)行預(yù)先評估，可以有效提高發(fā)電機(jī)系統(tǒng)研制成功率和可靠性。
關(guān)于作者
楊都 | 貴州航天林泉電機(jī) 研發(fā)工程師
畢業(yè)于沈陽工業(yè)大學(xué)電機(jī)與電器專業(yè)。主要研究方向為航空航天領(lǐng)域的特種電機(jī)電磁優(yōu)化設(shè)計、控制一體化場路協(xié)同仿真、結(jié)構(gòu)場耦合仿真等，精通Ansys Maxwell、Twin Builder、Workbench、MortorCAD、MATLAB/simulink等軟件，擁有多個航空航天領(lǐng)域的永磁同步起發(fā)電機(jī)、無刷直流起動電機(jī)、直流有刷起發(fā)電機(jī)、開關(guān)磁阻起發(fā)電機(jī)、三級式起發(fā)電機(jī)項目研制經(jīng)驗。
作品一覽
展開 Workbench fluent風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片流場及溫度場仿真，附詳解視頻及原模型 ￥96
本文檔提供基于ANSYS的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組溫度場仿真全流程指南，涵蓋幾何處理、網(wǎng)格劃分、求解設(shè)置及后處理等核心環(huán)節(jié)，結(jié)合實用技巧與問題解決方案，助力用戶高效完成熱場分析，支撐機(jī)組熱管理設(shè)計與性能優(yōu)化。
請使用全英文路徑完成整個流程。
1. 幾何建模與處理
1.1 幾何導(dǎo)入與預(yù)處理
啟動SpaceClaim模塊
在ANSYS Workbench中創(chuàng)建新項目，拖拽 “fluid flow(fluent)”模塊至項目流程圖。右鍵選擇“edit Geometry in SpaceClaim ”進(jìn)入幾何建模界面。
通過菜單欄“File”→“Import”導(dǎo)入風(fēng)機(jī)模型（支持格式：STEP、IGES、Parasolid等），直接拖拽模型到窗口也行。若模型包含多余部件（如螺栓、支架），需手動刪除以簡化計算。
幾何切割與旋轉(zhuǎn)操作。平面切割：選擇選項卡中的切割工具，以塔筒底部或葉片根部為參考平面進(jìn)行切割，斷開幾何體的連接。此步驟確保后續(xù)旋轉(zhuǎn)操作僅作用于葉片部分。通過“Move”工具中的“Rotate”功能調(diào)整葉片至停機(jī)狀態(tài)（一個葉片朝下）。該軟件需要單獨學(xué)習(xí)操作的，可以關(guān)注作者的其他課程。
合并幾何體：使用“Combine”功能將旋轉(zhuǎn)后的葉片與塔筒合并為單一部件，避免后續(xù)分析中出現(xiàn)接觸面不連續(xù)問題。使用“Repair”工具修復(fù)模型中的微小縫隙或重疊面，確保幾何封閉性。對于復(fù)雜曲面（如葉片翼型），可通過“Simplify”功能減少局部細(xì)節(jié)，提升網(wǎng)格生成效率。
1.2 流體域抽取
創(chuàng)建外部流體域：在SpaceClaim中，選擇“準(zhǔn)備”選項卡，使用“外殼”工具沿風(fēng)機(jī)周圍生成長方體流體域，可以鍵盤上直接輸入數(shù)值。建議尺寸為風(fēng)機(jī)幾何的20-30倍。
展開 【CFD數(shù)值仿真算例】風(fēng)力發(fā)電機(jī)尾流數(shù)值仿真
通過建立數(shù)學(xué)模型，我們可以模擬流體在風(fēng)力發(fā)電機(jī)周圍的流動情況，并分析尾流及其相互作用的流場分布。
在風(fēng)力發(fā)電機(jī)尾流的研究中，CFD數(shù)值仿真可以幫助我們了解尾流的形成、擴(kuò)散和再附著過程。尾流是指風(fēng)力發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中，在葉片后方形成的渦旋流動區(qū)域。這個區(qū)域的流場分布對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的性能和穩(wěn)定性有著重要影響。通過CFD仿真，我們可以觀察尾流的動態(tài)變化，分析尾流與周圍氣流的作用機(jī)制，以及尾流對風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能的影響。
此外，通過CFD數(shù)值仿真，還可以研究多個風(fēng)力發(fā)電機(jī)之間的尾流相互作用。當(dāng)多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)在同一個風(fēng)場中運(yùn)行時，它們之間的尾流相互作用會對各自的性能產(chǎn)生影響。通過模擬和分析這些相互作用，我們可以評估風(fēng)場中多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)的整體性能，并優(yōu)化它們的布局和配置。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)尾流仿真可從以下幾個步驟展開
01 幾何建模
在CFD仿真中，首先需要對風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其周圍流場進(jìn)行幾何建模。這包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片、塔筒以及周圍的氣流區(qū)域。建模的精度和范圍取決于研究的目標(biāo)和需求。
02 建立數(shù)學(xué)模型
基于流體力學(xué)的原理，需要建立描述流體流動的控制方程，如Navier-Stokes方程、傳熱方程等。這些方程描述了流體的速度、壓力、溫度等隨時間和空間的變化規(guī)律。
03 離散化與求解
將連續(xù)的控制方程離散化為網(wǎng)格上的離散方程，然后通過數(shù)值方法（如有限體積法、有限元法等）進(jìn)行求解。這一步涉及到選擇合適的離散化方法和數(shù)值求解器，以確保模擬的精度和穩(wěn)定性。
04 后處理與可視化
通過后處理技術(shù)，可以對仿真結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的分析和處理，例如提取流場的速度矢量、壓力分布、湍流統(tǒng)計量等。可視化技術(shù)則可以幫助我們直觀地觀察和分析流場的結(jié)構(gòu)和動態(tài)變化。
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LMS samcef 的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組建模仿真
LMS samcef 為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計開發(fā)的軟件samcef for wind turbine 包含了直驅(qū)系統(tǒng)及多種傳動鏈的結(jié)構(gòu)。
事先在samcef field中創(chuàng)建好需要的直驅(qū)風(fēng)機(jī)的主要部件：主軸，主機(jī)架，發(fā)電機(jī)及控制器。其中主軸，主機(jī)架都設(shè)計為剛體，發(fā)電機(jī)則由柔性梁單元構(gòu)建。這樣選擇主要是想要限制模型的自由度，保持較短的計算時間。但主軸的彎曲對底座影響就不在考慮范圍之內(nèi)。較精確的建模方法是使用超單元模型。控制器采用dll格式文件，編寫可以參照bladed。Dat文件為參數(shù)的文本文件，主要便于更改控制器的主要參數(shù)。
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SWTdirectdrive.pdf
展開 基于AMESim的柴油發(fā)電機(jī)組建模與仿真
摘 要: 利用系統(tǒng)建模與仿真軟件AMESim建立了某柴油發(fā)電機(jī)組的仿真模型, 進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)過程和動
態(tài)過程的仿真, 并與試驗數(shù)據(jù)對比, 證明所建立的仿真模型具有較高的仿真精度, 可以用于研究柴油
發(fā)電機(jī)組在動態(tài)工況下的運(yùn)行特性。
002-基于AMESim的柴油發(fā)電機(jī)組建模與仿真.part1.rar
002-基于AMESim的柴油發(fā)電機(jī)組建模與仿真.part2.rar
002-基于AMESim的柴油發(fā)電機(jī)組建模與仿真.part3.rar
002-基于AMESim的柴油發(fā)電機(jī)組建模與仿真.part4.rar
展開 ANSYS新聞：使用仿真加速風(fēng)力發(fā)電
使用仿真加速風(fēng)力發(fā)電：http://www.ansys-blog.com/wind-turbine-accelerating-simulation/
汽車同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)建模與仿真
摘要:研究汽車供電平衡問題，針對汽車高輸出功率，變速、變負(fù)載的特性，為了檢測汽車在不同速度、負(fù)載及其臨界條件下的供電平衡狀況，提出了一種AMESim 的汽車同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)建模仿真的方法。利用AMESim 仿真軟件建立了系統(tǒng)主要元件子模型，給出了完整的汽車同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)模型及模型中的主要參數(shù)，在變速變負(fù)載的條件下實現(xiàn)了汽車同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)動態(tài)仿真，得到它的電壓和電流的變化曲線，和實際汽車同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)一致。仿真結(jié)果表明，仿真模型可以有效地對汽車同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)供電平衡優(yōu)化，并取得了較好的實驗結(jié)果，為汽車供電平衡系統(tǒng)的進(jìn)一步深入研究奠定堅實的基礎(chǔ)。
004-汽車同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)建模與仿真.part1.rar
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展開 液壓型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)沖擊仿真研究
以液壓型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組勵磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和并網(wǎng)控制系統(tǒng)為研究對象，針對勵磁同步發(fā)電機(jī)的準(zhǔn)同期并網(wǎng)條件，建立了同步發(fā)電機(jī)和勵磁系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。理論分析了同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)沖擊電流和沖擊轉(zhuǎn)矩。通過MATLAB/Simulink 建立同步發(fā)電機(jī)、勵磁系統(tǒng)和準(zhǔn)同期鎖相模塊仿真模型，采用AMESim 軟件建立液壓調(diào)速系統(tǒng)模型，采用聯(lián)合仿真的方法，對液壓型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組準(zhǔn)同期并網(wǎng)過程進(jìn)行研究，分析了系統(tǒng)并網(wǎng)沖擊特性。在實驗室搭建30kVA 實驗臺，實驗驗證了仿真模型和仿真結(jié)果的正確性。研究表明定量泵-變量馬達(dá)液壓調(diào)速系統(tǒng)能將同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制在準(zhǔn)同期并網(wǎng)條件范圍內(nèi)，同時能有效控制系統(tǒng)并網(wǎng)沖擊，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組平穩(wěn)并入電網(wǎng)。
010-液壓型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)沖擊仿真研究.part1.rar
010-液壓型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)沖擊仿真研究.part2.rar
展開 使用SmartDO/ANSYS進(jìn)行波浪發(fā)電機(jī)之結(jié)構(gòu)優(yōu)化
使用SmartDO/ANSYS進(jìn)行波浪發(fā)電機(jī)(Waver Energy Converter)之結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計3 W# ?6 r* p$ g; o4 |& ]
本期之電子報, 介紹結(jié)合SmartDO與ANSYS進(jìn)行波浪發(fā)電機(jī)(Wave Energy Converter)之結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計. 在本例中, 原始設(shè)計之最大應(yīng)力遠(yuǎn)大于容許應(yīng)力, 重量約為三噸. 經(jīng)SmartDO優(yōu)化設(shè)計后, 其應(yīng)力降至容許應(yīng)力以下, 其波浪能量轉(zhuǎn)換能力不受影響, 而其重量減少約 19%.
SmartDO_eNews_20120620.pdf
展開 基于ANSYS的汽車發(fā)電機(jī)連接螺栓布局設(shè)計優(yōu)化
基于ANSYS的汽車發(fā)電機(jī)連接螺栓布局設(shè)計優(yōu)化
【案例分享】Maxwell仿真幫助設(shè)計永磁風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)
【案例分享】Maxwell仿真幫助設(shè)計永磁風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)
WorkBench流體CFD簡易風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪仿真全過程
幾何模型
Project1.rar
WorkBench流體CFD簡易風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪仿真全過程.rar
基于Flowmaster2的水輪發(fā)電機(jī)組動態(tài)仿真建模方法
為了方便快捷地仿真水電站水力動態(tài)特性,提出了一種基于Flowmaster2軟件的仿真新方法。按Flow2master2軟件要求推導(dǎo)出了建立水電仿真系統(tǒng)過程中最關(guān)鍵部件水輪發(fā)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型,詳細(xì)介紹建立其仿真模型的步驟和編程方法。通過對一混流式水輪機(jī)組進(jìn)行了建模,表明文中的方法能夠方便快捷地實現(xiàn)水電站水力系統(tǒng)仿真建模,為大型水利水電工程數(shù)字仿真奠定了必要的基礎(chǔ)
基于Flowmaster2的水輪發(fā)電機(jī)組動態(tài)仿真建模方法.pdf
基于ansys有限元原理的發(fā)電機(jī)組機(jī)架動力學(xué)分析
基于ansys有限元原理分析發(fā)電機(jī)組機(jī)架動力特性，包括模態(tài)分析和響應(yīng)分析，具體的分析方法和過程，可以給予報酬，有的話給我留言，我會把詳細(xì)參數(shù)發(fā)給你。
