ansys耦合和循環(huán)對稱的案例
ANSYS workbench 循環(huán)對稱壓力容器靜力分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習壓力容器的三維模型處理
2、學習線性靜結(jié)構(gòu)分析步的建立
3、學習壓力容器分析的載荷施加
4、學習壓力容器對稱循環(huán)約束的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 壓力容器分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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添加循環(huán)對稱（含周期邊界）和彈簧的視頻
附件是關(guān)于添加循環(huán)對稱條件和彈簧單元的例子，歡迎下載
abaqus.part1.rar
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案例13-離心葉輪的循環(huán)對稱和線性攝動分析
該案例演示了使用循環(huán)建模方法和線性攝動解方法進行離心葉輪葉片分析。該問題包括模態(tài)分析、全諧分析、使用線性擾動的預應力模態(tài)分析、使用非線性擾動的預應力全諧響應分析以及使用線性擾動進行的預應力模態(tài)疊加諧響應分析。
循環(huán)對稱性分析的結(jié)果與從全（360度）模型分析獲得的參考結(jié)果進行了驗證。
介紹
循環(huán)對稱建模是分析具有圍繞對稱軸360度重復幾何圖案的結(jié)構(gòu)的有力工具。循環(huán)對稱性存在于許多土木工程結(jié)構(gòu)中，如圓頂、冷卻塔和工業(yè)煙囪。也可以在機械設(shè)備中找到，例如銑刀、渦輪葉片盤、齒輪、風扇和泵葉輪。
循環(huán)對稱模型可以使用整個結(jié)構(gòu)的單個部分（稱為基扇區(qū)）來求解，從而加強循環(huán)子結(jié)構(gòu)之間的連續(xù)性和兼容性邊界條件。循環(huán)對稱性分析大大減少了模型大小和計算成本。
問題描述
本示例中的葉輪葉片組件是航空航天應用中使用的燃氣渦輪發(fā)動機的子系統(tǒng)。
以下模型顯示了單個離心葉輪葉片的循環(huán)對稱扇形：
該模型由護罩和扇形角為27.692度的葉輪葉片組件組成。整個模型由13個主葉片和分離器組成，如圖所示：
在循環(huán)扇形模型上分別進行了模態(tài)、帶線性和非線性基礎(chǔ)靜態(tài)解的擾動預應力模態(tài)、全諧波、帶非線性基礎(chǔ)靜態(tài)解的擾動預應力全諧波、以及帶非線性基礎(chǔ)靜態(tài)解的擾動模態(tài)疊加諧波分析。
擾動模態(tài)循環(huán)對稱分析包括線性和非線性靜態(tài)分析的初始預應力條件。具有線性靜態(tài)解的初始應力狀態(tài)由旋轉(zhuǎn)葉輪組件以及施加在葉輪葉片上的壓力載荷產(chǎn)生。非線性靜態(tài)分析的初始應力狀態(tài)是由旋轉(zhuǎn)的葉輪葉片、施加在葉輪葉片上的壓力載荷和施加在葉輪葉組件模型所有節(jié)點上的熱載荷產(chǎn)生的。
擾動全諧和擾動模態(tài)疊加諧循環(huán)對稱性分析包括由于非線性靜力分析而產(chǎn)生的初始預應力條件。初始應力狀態(tài)由葉輪組件的旋轉(zhuǎn)和施加在葉輪葉片組件模型的所有節(jié)點上的熱載荷產(chǎn)生。
展開 
風扇循環(huán)對稱模態(tài)計算－－1節(jié)徑和2節(jié)徑各有兩階振頻相同，怎么解釋？
462.46 3 3 13 2
14 462.46 3 4 14 2
15 958.60 3 5 15 2
0節(jié)徑結(jié)果看似沒問題，1節(jié)徑和2節(jié)徑各有兩階振頻相同，這該怎么解釋呢？
Ansys Lumerical | 通過微透鏡和端面耦合器將光纖與光子芯片耦合
EME設(shè)置和收斂測試：
在大多數(shù)情況下，光不會關(guān)于SSC的對稱軸對稱，因此我們禁用了對稱邊界條件。在EME中，強制對稱有助于減少模式數(shù)量以及局部和整體的仿真體積。這意味著我們需要將所有單元組中的模式數(shù)量增加一倍，并且每次計算的時間將延長2倍。這增加了一些不可避免的額外計算要求，并且此步驟將需要大約1小時，具體取決于您使用的計算機。
為了避免進一步的計算要求和收斂挑戰(zhàn)，我們移除了大多數(shù)SOI晶圓中都會存在的硅襯底。在許多情況下，散射到Si襯底中的光將是一個重要的損耗通道，應該加以考慮。
對于EME仿真，有幾個因素會影響收斂：
使用的 cell數(shù)量
橫向網(wǎng)格分辨率
使用的模式數(shù)量
理想情況下，我們希望達到這樣的程度：增加任何這些屬性對結(jié)果的影響都微不足道。可以使用腳本自動循環(huán)不同數(shù)量的模式、cell或橫向網(wǎng)格。此外，查看前向傳播模式的系數(shù)也很有用。這將顯示在傳播時使用了哪些高階模式。
更新模型參數(shù)
更新不同光纖和光學模式的工作流程：要將工作流程用于不同的光纖，請更新“Step1_Fiber_Device.lms”文件，并將“SMF-28”結(jié)構(gòu)組替換為目標光纖的幾何形狀。注意，需要更新“FDE”求解器對象以及“網(wǎng)格”對象的幾何形狀和屬性。要將所需模式記錄到ZBF文件中，請編輯Step1_run_FDE_EC.lsf腳本文件以從正確模式收集電場分布（E_p1或E_p2）。
使用不同的鏡頭或鏡頭組合進行設(shè)計：OpticStudio中的項目文件“Step2_fiber_to_edgecoup.zmx”可以更新以包含不同類型的鏡頭或鏡頭組合。這可以通過在鏡頭數(shù)據(jù)編輯器（LDE）中添加或編輯表面來完成。例如，可以通過表面5的“Radius”值編輯微透鏡的曲率半徑。
展開 Ansys electric desktop中Maxwell和icepak的耦合溫升仿真分析 ￥88
銅排通電發(fā)熱溫升仿真分析
Maxwell和icepak的耦合溫升仿真分析
Ansys electric desktop中Maxwell和icepak的耦合溫升仿真分析
在電子設(shè)備中，熱一般是由電產(chǎn)生的，電流通過導體，由于電阻產(chǎn)生發(fā)熱，發(fā)出的熱量導致導體溫度升高，而一般導體的電阻率跟溫度成正相關(guān)，即導體越熱電阻越大，在電流不變的情況下，發(fā)熱功率也會變大，如此循環(huán)直到達到平衡。
本案例主要講解了通電銅排在空氣中的溫升仿真計算。通過ANSYS workbench中的Maxwell仿真軟件，使用Maxwell中的電磁和icepak模塊的耦合，計算得到通電銅排的溫升結(jié)果.
主要講解該案例的具體操作方法，包括建模、Maxwell模塊和ICepak模塊的詳細操作步驟；以及相關(guān)參數(shù)的設(shè)置；
問題描述：假設(shè)有三根銅排，每根銅排通過有效值為1000A的50Hz的交流電，相鄰兩相間的相位差為120°，考察這三根排在空氣中的溫升情況。
1.首先建立模型
分析的模型為三個銅排，那么著時候就可以采用簡化方法了，在Maxwell的2D中建立三根銅排，如圖所示 ，模型為2維截面
2. 建立相應的電流和邊界條件
如圖所示，選擇三個矩形，添加parallel current，可以將三個斷面考慮成一個導體，自動考慮并聯(lián)效果，這樣就有了已知總電流的情況下，其集膚效應的影響，導致的電流分布不均勻現(xiàn)象。
展開 流固耦合之ansys和fluent實現(xiàn)方法
A.在ANSYS中:
1.打開ANSYS網(wǎng)格文件
2.輸入命令: ALLSEL,ALL 或 選取你要的網(wǎng)格和節(jié)點.
3.輸入命令: CDWRITE,DB,yourfilename,cdb,,,
或:
Menu Paths
Main Menu>Preprocessor>Archive Model>Write
B.在Fluent中:
1. Menu Paths:
File>Import>ANSYS>Input File...
2. 選取 yourfilename.cdb
3. 按 OK.
具體步驟如下：
1)從Fluent輸出CDB
Fluent -> File -> Export … -> ANSYS Input。雖然在這個界面上可以輸出力、壓力和溫度。Multifield solver只支持力和溫度。
我試了一下生成的*.cdb文件，用戶可能要添加一些信息1.在開始的地方加上”et,1,154″定義單元類型；2.在最后加上”sf,all,fsin,1″定義流固界面；3.把原APDL里的solve命令去掉(變成注釋，在前面加”!”)。
2)準備結(jié)構(gòu)模型并存成*.cdb文件
ANSYS -> Preprocessor -> Archive Model -> Write
在建立結(jié)構(gòu)模型時，要注意給定流固界面”sf,all,fsin,1″。
3)設(shè)定multifield solver
在ANSYS -> Preprocessor -> Multifield Set-up。打開multifield solver (MFAN,ON)。導入前兩步生成的*.cdb(MFIMPORT命令)。設(shè)定物理場順序(MFOR,1,2)。設(shè)定外部求解器，F(xiàn)luent生成的*.cdb來自外部求解器(MFEX,1)。
展開 ANSYS中桿單元和殼單元的單元耦合問題
通常情況下，不同類型的單元的各個節(jié)點的自由度數(shù)目是不同的，不同類型單元的連接節(jié)點處的自由度的耦合問題，是一個比較令人頭疼的問題。
在ANSYS中通常可以用耦合命令CP來耦合不同類型單元在連接節(jié)點處的自由度(DOF)。
也可以用CE命令來認為添加自由度之間的約束方程來達到耦合的目的。
下面是一個簡單的算例，使用了CE命令來耦合連接節(jié)點處的自由度。
模型是航天器的機翼的一個Section的某一個隔框。上下表皮是薄殼結(jié)構(gòu)，用Shell63單元來模擬，在上下表皮之間有起支撐作用的桿件，用link8單元來模擬。
建模的時候，link8單元和shell63單元在連接有各自獨立的節(jié)點。即：link8單元和shell63單元的節(jié)點在連接處是重合的，但是，節(jié)點編號是各自獨立的。
link8單元在每個節(jié)點有 ux,uy,uz3個平動自由度；
shell63在每個節(jié)點有ux,uy,uz這3個平動自由度和rotx,roty,rotz這3個轉(zhuǎn)個自由，共6個自由度。
在耦合節(jié)點處，兩個耦合節(jié)點的ux,uy,uz自由度應該是相等的。
這個等式可以用CE命令來描述。
完整的命令流如下：
finish
/clear,start
/prep7
!定義第一種材料屬性；
mp,ex,1,30e6
mp,prxy,1,0.3
!定義shell63單元和實常數(shù)；
et,1,shell63
r,1,1e-3
!建立幾何模型；
rectng,31.8,33.2,0,0.3556
agen,2,1,1,1,0,0,1
a,1,4,8,5
a,6,7,3,2
KL,7,0.5, ,
KL,3,0.5, ,
在關(guān)鍵點處生成節(jié)點；
nkpt,100,4 !與編號為117的節(jié)點耦合
nkpt,101,9 !與編號為169的節(jié)點耦合
nkpt,102,10 !
展開 流固耦合之ansys和fluent實現(xiàn)方法
A.在ANSYS中:
1.打開ANSYS網(wǎng)格文件
2.輸入命令: ALLSEL,ALL 或 選取你要的網(wǎng)格和節(jié)點.
3.輸入命令: CDWRITE,DB,yourfilename,cdb,,,
或:
Menu Paths
Main Menu>Preprocessor>Archive Model>Write
B.在Fluent中:
1. Menu Paths:
File>Import>ANSYS>Input File...
2. 選取 yourfilename.cdb
3. 按 OK.
具體步驟如下：
1)從Fluent輸出CDB
Fluent -> File -> Export … -> ANSYS Input。雖然在這個界面上可以輸出力、壓力和溫度。Multifield solver只支持力和溫度。
我試了一下生成的*.cdb文件，用戶可能要添加一些信息1.在開始的地方加上”et,1,154″定義單元類型；2.在最后加上”sf,all,fsin,1″定義流固界面；3.把原APDL里的solve命令去掉(變成注釋，在前面加”!”)。
2)準備結(jié)構(gòu)模型并存成*.cdb文件
ANSYS -> Preprocessor -> Archive Model -> Write
在建立結(jié)構(gòu)模型時，要注意給定流固界面”sf,all,fsin,1″。
3)設(shè)定multifield solver
在ANSYS -> Preprocessor -> Multifield Set-up。打開multifield solver (MFAN,ON)。導入前兩步生成的*.cdb(MFIMPORT命令)。設(shè)定物理場順序(MFOR,1,2)。設(shè)定外部求解器，F(xiàn)luent生成的*.cdb來自外部求解器(MFEX,1)。
展開 基于Ansys Fluent和Mechanical的血管穩(wěn)態(tài)流固耦合模型
流固耦合在醫(yī)學中也會被用到，本次小編為大家?guī)磲槍θ嗽煅軆?nèi)血液流動的仿真實例。
在開物云平臺上找到Workbench，點擊進入
在左側(cè)的Toolbox中找到對應的模塊：Fluid Flow(Fluent)和Static Structure。
雙擊“Geometry”，進入建模功能。
文件-打開-找到保存的模型文件
退回到主界面，在fluid flow(Fluent)中找到mesh,雙擊該圖標
在Outline下依次找到Project-Model-Geometry，Geometry下由兩部分組成，其一是血管，其二是血液。由于這部分仿真對象是流體部分，因此找到血管部分，右鍵這個部分，出現(xiàn)上圖所示的菜單，找到其中的Suppress body，點擊，就能抑制血管部分
現(xiàn)在需要將流體部分（也就是血液）進行網(wǎng)格劃分。同樣在Outline-Project-Model中找到mesh功能，右鍵mesh，彈出如圖所示菜單欄，點擊“Generate Mesh”，就能得到網(wǎng)格文件。可以看到，自動劃分的網(wǎng)格質(zhì)量比較低，而Fluent對于網(wǎng)格密度要求比較高，因此還需要對該網(wǎng)格的尺寸進行改良
在Outline中有“Details of Mesh”，找到Defaults中的Element Size，輸入網(wǎng)格的尺寸。
展開 
ANSYS中那個叫耦合和約束方程的到底是個什么東西
ANSYS中那個叫耦合和約束方程的到底是個什么東西
水哥寄語:
耦合和約束方程一直以來是新手學習ANSYS的一個難點，很多新手對這兩個名詞沒有一個明確的概念。當然，水哥也不例外，當年接觸ANSYS時，也曾被這兩個概念折騰了許久。近日更有不少同學詢問水哥關(guān)于ANSYS中如何設(shè)置耦合與約束方程，本欲做一套系列教程詳細說明，無奈最近實在沒時間，僅以此文解惑一二！
1 概述
首先說個大概概念，到底耦合和約束方程有什么作用？
我們都知道，當我們生成有限元模型時，我們典型的做法是用單元去連接節(jié)點以建立不同自由度之間的關(guān)系。但是，我們遇到特殊情況時，例如剛性區(qū)域、鉸接、對稱滑動邊界、周期條件等，采用普通單元已經(jīng)不足以表達這類關(guān)系，這時便可采用耦合和約束方程來建立節(jié)點自由度之間的特殊關(guān)系，做到我們采用普通單元做不到的自由度連接。
說完上述，相信大家已經(jīng)大概明白這兩個名詞所代表的大概含義，接下來我們具體說說這兩個名詞的具體概念以及使用方法。
2、耦合
什么是耦合？
所謂耦合，其實是一種比較特殊的約束方程，只不過為了區(qū)別于普通一般的約束方程，方便用戶操作，特定提出來的一個概念。他具體指當我們需要迫使兩個或多個自由度取得相同值（值未知）時，可以將這類自由耦合在一起。
耦合自由度集包含一個主自由度和一個或多個其它自由度。耦合只將主自由度保存在分析的矩陣方程里，而將耦合集內(nèi)的其它自由度刪除。計算的主自由度值將分配到耦合集內(nèi)的所有其它自由度中去。
那么耦合具有哪些特點呢？
展開 Ansys Lumerical | 用于光子集成電路的集成微透鏡和光柵耦合器
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本文介紹了一種用于光子集成電路光纖-波導耦合系統(tǒng)的多尺度仿真工作流程。光與光柵耦合器在微觀上的相互作用使用 Ansys Lumerical 進行仿真，而 Ansys Zemax OpticStudio 則用于宏觀傳播和公差分析。此示例的工作流由四個步驟組成。前兩個步驟模擬了光從光柵耦合器傳播到光纖（“出”方向），而后兩個步驟模擬了光從光纖傳播到光柵耦合器（“入”方向）。分析了兩個方向?qū)ο到y(tǒng)損耗的貢獻，以及對光纖橫向偏移的公差分析。
概述
由于模式失配以及對光纖和波導之間的錯位高度敏感，高效的光纖-波導耦合器設(shè)計非常具有挑戰(zhàn)性。為了應對這一挑戰(zhàn)，復雜的耦合器設(shè)計涉及光與微觀及宏觀結(jié)構(gòu)相互作用。在不同尺度級別上對這些復雜的相互作用進行仿真和優(yōu)化對于耦合器的設(shè)計至關(guān)重要。在本文中，我們介紹了一種多尺度的仿真工作流，利用 Ansys Lumerical 和 Ansys Zemax OpticStudio 之間的互操作性來設(shè)計耦合器。在可以解決高效耦合器設(shè)計挑戰(zhàn)的各種耦合機制中，我們提出了一種帶有光柵耦合器的解決方案，其中在光柵上方添加微透鏡以提高光纖對準的公差。工作流劃分如下：
第 1 步：使用 Lumerical 進行微觀設(shè)計（“OUT”方向）
對于設(shè)計的起點，假設(shè)我們有一個經(jīng)過優(yōu)化的光柵。有關(guān)如何優(yōu)化光柵以實現(xiàn)波導與光纖耦合的更多詳細信息，請參閱文章 Ansys Lumerical｜針對 Grating coupler 的仿真分析方法。
Ansys Lumerical 的 FDTD 求解器用于計算光柵輸出端的電場。然后將結(jié)果導出到 .zbf 文件中。
展開 基于ANSYS WORKBENCH的結(jié)構(gòu)熱耦合分析之摩擦生熱案例（附：源文件和視頻教程）
關(guān)注微信公眾號:ANSYS有限元仿真（ID:ANSYS-FEM）查看本期案例的微信推送文章（文末附本期案例的仿真源文件和視頻教程的獲取方式)
考慮壩體-庫水相互作用的重力壩模態(tài)分析--對比分析ANSYS和ABAQUS重力壩流固耦合模態(tài)結(jié)果
模態(tài)分析主要目的是為測得結(jié)構(gòu)的固有頻率、周期和振型，每一階模態(tài)都有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。通過模態(tài)分析方法搞清楚了結(jié)構(gòu)物在某一易受影響的頻率范圍內(nèi)的各階主要模態(tài)的特性，就可以預言結(jié)構(gòu)在此頻段內(nèi)在外部或內(nèi)部各種振源作用下產(chǎn)生的實際振動響應。--引自《百度百科》
下面直接開始進入正文。
混凝土重力壩材料參數(shù)如下
彈性模量E=30GPa，泊松比v=0.167，密度rou=2450kg/m3
在ANSYS中，混凝土壩壩體采用平面Plane42單元，庫水采用Fluid29單元來進行模態(tài)計算。
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