ANSYS管道仿真的案例
管道漏磁內(nèi)檢測仿真APP助力管道缺陷診斷
特別是老舊管道，易受服役環(huán)境、地貌、氣候以及破壞等多因素影響，可能導(dǎo)致嚴(yán)重傷害和財產(chǎn)損失。因此需要對管道進(jìn)行定期檢測，針對管道可能出現(xiàn)的各種類型缺陷進(jìn)行識別。
漏磁內(nèi)檢測原理：檢測器在管道內(nèi)部移動時，鐵磁性材料（管壁）在檢測器磁路系統(tǒng)造成的強(qiáng)磁作用下會被磁化接近于飽和，而鐵磁性材料的磁導(dǎo)率因材料缺失影響顯著。當(dāng)磁性材料沒有任何缺陷時，所有磁通全部通過管體，不會產(chǎn)生磁場泄露；但如果材料中存在缺陷，如裂縫或針孔等，則會導(dǎo)致局部磁導(dǎo)率發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致磁場線的扭曲和磁通的泄露。這些泄露的磁通可以在材料表面或近表面使用適當(dāng)?shù)奶綔y器檢測到，并經(jīng)過上位機(jī)處理后得到相應(yīng)缺陷信息。
漏磁檢測原理圖
針對各種管道檢測數(shù)據(jù)分析，目前面臨缺陷樣本庫尚未建立、缺陷診斷與評估困難等問題。為精準(zhǔn)給出缺陷尺寸、位置和種類，亟需開展多種管道缺陷的漏磁內(nèi)檢測有限元仿真模擬，建立仿真缺陷樣本庫，為缺陷診斷與評估提供依據(jù)。
二、管道漏磁內(nèi)檢測仿真APP解決方案
本案例以管道裂紋缺陷為例，采用多物理場仿真PaaS平臺伏圖對管道漏磁內(nèi)檢查過程進(jìn)行仿真分析，并將仿真模型和流程封裝成仿真APP。本案例對漏磁單元的管壁尺寸、管材磁導(dǎo)率、管徑尺寸、永磁體材料系數(shù)、探頭位置（提離值）、軛鐵材料、缺陷位置尺寸進(jìn)行參數(shù)化建模。用戶可以通過變化獲取不同壁厚、不同缺陷位置、尺寸下的漏磁信號，為評估管道缺陷診斷提供理論參考。歡迎在線體驗：管道漏磁內(nèi)檢測仿真 – Simapps Store – 工業(yè)仿真APP商店
1、仿真模型構(gòu)建
漏磁內(nèi)檢測結(jié)構(gòu)單元由基體、磁鐵、磁鐵蓋板、鋼刷、探測器組成，下圖為漏磁內(nèi)檢測單元的簡化模型。
展開 Fluent仿真實例 – DPM模型仿真噴淋水滴在熱空氣管道中蒸發(fā)
CFD仿真思路：
先求解沒有液滴的流場；
啟動DPM模型+Species模型仿真液滴以及蒸發(fā)問題。
1、啟動軟件并導(dǎo)入網(wǎng)格
1.1 啟動Fluent軟件，選擇3D雙精度求解器。
1.2 導(dǎo)入網(wǎng)格，網(wǎng)格文件在文章底部有下載鏈接。
2、模型設(shè)置
2.1 啟動能量方程。
2.2 湍流模型。
2.3 啟動組分傳輸模型Species Model。當(dāng)設(shè)置后點擊會彈出一個information確認(rèn)框，點擊ok確定即可。
2.4 設(shè)置離散型DPM模型。
3、材料設(shè)置
對于本工況，空氣、水、O2和N2保留默認(rèn)設(shè)置。
4、邊界條件
4.1 進(jìn)口邊界，設(shè)置進(jìn)口速度為16 m/s，設(shè)置進(jìn)口溫度為900K，設(shè)置物料組分O2為0.23。
4.2 出口邊界，設(shè)置物料組分O2為0.23。
5、操作條件
6、設(shè)置水滴噴射點。
6.1 噴射點0，操作Dedine -> Injections…
點擊Create按鈕后，彈出設(shè)置框。
在Turbulent Dispersion按鈕，設(shè)置Discrete Random Walk Model。
6.2 建立噴射點1。噴射點1只是在噴射點0的基礎(chǔ)上，只修改噴射位置而已，所以操作上只需要copy噴射點0，然后修改位置即可。
6.3 copy噴射點1，建立其它7個噴射點，噴射點的位置如下列表，同時Total Flow Rate設(shè)置為0.003。
7、求解設(shè)置
7.1 離散方案和收斂殘差保持默認(rèn)。
7.2 初始化。
7.3 迭代計算，輸入迭代步數(shù)100。計算大概35步后，計算收斂。
展開 管道接頭的等向硬化仿真分析
1.背景及意義
盤為代表的管道連接結(jié)構(gòu)常常是整個系統(tǒng)中最容易發(fā)生失效的位置，因此，對管道接頭的接觸分析就顯得尤為必要，由于仿真能夠觀測處更準(zhǔn)確的應(yīng)力應(yīng)變情況且時間及經(jīng)濟(jì)成本低，故本案例以法蘭盤為例，對法蘭盤管道接頭進(jìn)行仿真分析。
2.問題描述
圖1給出了法蘭盤的基本幾何尺寸及法蘭盤接頭的物理模型，其中圖1（A）為幾何尺寸，圖1（B）為物理模型。應(yīng)當(dāng)注意的是，考慮到連接處的局部效應(yīng)，草圖中保留了長0.1mm的管道（圖中紅色標(biāo)志區(qū)域），也正因為如此，此法蘭盤接頭并非對稱結(jié)果，但在仿真中，為節(jié)約分析時間對模型進(jìn)行簡化分析，采用軸對稱單元進(jìn)行分析，仿真分析全程采用統(tǒng)一的mm建模單位。
圖1幾何模型（A）幾何尺寸（B）物理模型
3.有限元分析
模型采用外部導(dǎo)入方式打開，正式在Abaqus中分析的步驟如下圖2所示。主要包括：查看法蘭盤接頭部件，檢查部件模型信息是否丟失、查看部件屬性（包括材料參數(shù)定義，截面塑性定義、單元定義）、查看裝配、檢查分析步設(shè)置、定義接觸（采用自動面面接觸）、定義約束（模型兩端施加250KN）、最后定義初始邊界條件（主要是溫度場實現(xiàn)4次25攝氏度→350攝氏度的升溫和350攝氏度→25攝氏度的降溫）、之后對模型進(jìn)行等向硬化分析，需要導(dǎo)入材料的實際塑性數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)注意：由于拉伸計的限制，一般拉伸樣條測試得到的工程應(yīng)力-工程應(yīng)變曲線，需要轉(zhuǎn)化為真實應(yīng)力-應(yīng)變曲線關(guān)系才能用于有限元分析材料的定義。真實的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)見附件，這里不再單獨說明。最后對導(dǎo)入的硬化數(shù)據(jù)表進(jìn)行擬合，刪除塑性數(shù)據(jù)中的最后一行重復(fù)數(shù)據(jù)即可提交求解。最后通過可視化后處理模塊Visualization進(jìn)行等效塑性應(yīng)變及應(yīng)力云圖的分析查看·。得到的云圖結(jié)果如圖3所示。可以發(fā)現(xiàn)，法蘭盤接頭的四周應(yīng)變值較大，而中間靠近圓心的倒角處反而處于較低的應(yīng)力應(yīng)變范圍。
展開 ANSYS workbench壓力管道螺栓連接分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)壓力管道的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)螺栓連接非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)非線性靜結(jié)構(gòu)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)螺栓連接非線性接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 壓力管道螺栓連接分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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地磁作用下油氣管道力磁耦合仿真分析與實驗研究
徐鴻飛等[6]利用ANSYS有限元軟件研究了腐蝕管道在內(nèi)壓及地磁場作用下空間磁信號的分布規(guī)律，分析了不同提離高度對于管道缺陷磁信號的影響，以及不同缺陷深度下的磁信號分布。楊曉惠等[7]構(gòu)建了考慮力磁耦合效應(yīng)和位錯釘扎效應(yīng)的擴(kuò)展磁荷模型，研究了多種管道異常狀況引起的弱磁檢測信號變化規(guī)律，同時利用工程檢測實驗驗證了該模型的有效性。何騰蛟等[8]建立了埋地鐵磁管道非接觸磁應(yīng)力信號理論模型，通過自主研制的非接觸掃描磁力計識別出磁異常管段。玄文博等[9]依托Maxwell仿真軟件對X80鋼管道樣板進(jìn)行靜態(tài)磁化和動態(tài)退磁仿真研究，分析了X80鋼的磁化和退磁現(xiàn)象,獲取了X80鋼的磁化特性曲線。鄭福印等[10]對鐵磁性材料力磁耦合關(guān)系進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，推導(dǎo)出應(yīng)力與材料磁導(dǎo)率的函數(shù)關(guān)系，對管壁切向應(yīng)力信號與管壁表面切向磁場分別進(jìn)行了測量。翁光遠(yuǎn)等[11]針對輸油氣管道應(yīng)力檢測問題，采取了局部磁化技術(shù)和磁通量測量技術(shù)，得出了不同應(yīng)力狀態(tài)下，強(qiáng)磁場中的磁通信號和應(yīng)力的理論模型，并進(jìn)行了現(xiàn)場實測和應(yīng)用。
這些研究成果加速了磁力學(xué)理論及應(yīng)用的發(fā)展進(jìn)程，并使得有關(guān)輸油氣管道磁力學(xué)的研究也越來越多，但是由于管道力磁檢測理論與技術(shù)還不夠成熟，需要在這方面開展更深入的研究[12]。
1 應(yīng)力-磁通量耦合模型
輸油氣管道以X80型管線鋼材料為研究對象，在MATLAB中模擬得到地磁場環(huán)境下輸油氣管道的復(fù)雜應(yīng)力與磁化強(qiáng)度之間的關(guān)系，如圖1所示。由圖1可以看出，輸油氣管道受復(fù)雜應(yīng)力作用時，復(fù)雜應(yīng)力逐漸增大，磁化強(qiáng)度先快速增大，到達(dá)磁飽和點后，磁化強(qiáng)度逐漸出現(xiàn)退磁現(xiàn)象。
圖1 管道應(yīng)力磁化曲線
在地磁場環(huán)境下，輸油氣管道的復(fù)雜應(yīng)力與相對磁導(dǎo)率的關(guān)系如圖2所示。由圖2可以看出，在地磁場環(huán)境下，相對磁導(dǎo)率隨復(fù)雜應(yīng)力的增加而逐漸增大，基本呈一一對應(yīng)的線性關(guān)系。
展開 Ansys排水管道計算
Ansys排水管道計算
Ansys排水管道計算.txt
定制ANSYS工具條.txt
水灌內(nèi)流固耦合問題Ansys實現(xiàn).txt
Abaqus管道爆炸仿真案例講解
Abaqus管道爆炸仿真案例講解
3維管道閥門仿真
用icem-cfd建完模型畫完網(wǎng)格，導(dǎo)入fluent，然后設(shè)置參數(shù)，其中設(shè)的流速入口，outflow出口，閥門和管道，都設(shè)為wall，求解器選擇k-e模型，然后迭代，但是無論怎么做連續(xù)方程的數(shù)字一直是在變大，然后就報錯停止計算，想問一下到底可能是哪里出的問題，希望大家?guī)兔鉀Q一下，謝謝。
是邊界設(shè)置的不恰當(dāng)還是求解器不合適呢？
基于ANSYS的管道振動模態(tài)分析
在生產(chǎn)實踐中，管道的強(qiáng)烈振動會使管路附件尤其是管道的連接部位、管道與附件的連接部位和管道與支架的連接部位等處發(fā)生磨損松動，在振動所產(chǎn)生的交變應(yīng)力作用下導(dǎo)致疲勞破壞，從而發(fā)生管線斷裂、介質(zhì)外泄，甚至引起嚴(yán)重的生產(chǎn)事故，給生產(chǎn)和環(huán)境造成嚴(yán)重危害。因此，對出現(xiàn)強(qiáng)烈振動的管道，分析其產(chǎn)生原因并給出相應(yīng)的減振措施，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
本文以注水系統(tǒng)配注管線的劇烈振動為例，利用大型結(jié)構(gòu)分析軟件ANSYS對管道進(jìn)行建模并作出相應(yīng)的模態(tài)分析。在得出低階情況下結(jié)構(gòu)固有頻率和相應(yīng)振型后與振動主頻率比較，從而判斷出在低階情況下結(jié)構(gòu)固有頻率與振動主頻率處于共振區(qū)，因而引起強(qiáng)烈振動。為避免結(jié)構(gòu)固有頻率和振動主頻率的共振，有效地減輕管道的振動，采取在合適的位置施加位移約束的方法進(jìn)行消振，并給出了驗證。
一、管系簡介
該管線為注水系統(tǒng)配注管線，管線的局部布局如圖1所示，在ANSYS系統(tǒng)中為了計算方便將管線進(jìn)行了簡化（如圖2），管線的彈性模量為206GPa，泊松比0.3。
展開 ANSYS workbench管道夾非線性接觸分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)管道夾的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)管道夾非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)非線性靜結(jié)構(gòu)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)管道夾非線性接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 管道夾非線性接觸分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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光線在管道中的傳輸數(shù)值仿真
本案例基于COMSOL軟件仿真了光線通過全內(nèi)反射在彎曲光導(dǎo)管中傳輸，其中還研究了管的形狀對透光率的影響。仿真結(jié)果如圖：
感興趣的朋友，歡迎交流
ANSYS workbench三通管道流固熱耦合分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)三通管道的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)三通管道流固熱耦合分析步的建立
3、學(xué)習(xí)三通管道流固熱耦合分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)三通管道流固熱耦合載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 三通管道流固熱耦合分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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管道內(nèi)固體污染物顆粒的沖蝕仿真 ￥500
用于輸送石油和天然氣之類流體的管道通常包含流動流體攜帶的固體污染物顆粒，例 如沙子。這些固體顆粒會撞擊管壁，使表面材料變形或剝離的過程稱為沖蝕。 除了管壁材料的物理損耗之外，固體顆粒的沖蝕可能會以其他更間接的方式損害管道。 例如，固體顆粒可能會損壞管道內(nèi)的耐腐蝕層，還可能去除內(nèi)表面的化學(xué)緩蝕劑，使 管壁中更易受腐蝕的材料暴露在外。這種協(xié)同效應(yīng)通常由術(shù)語沖蝕 表示，它們可能導(dǎo) 致石油和天然氣管道加速退化，因此為此付出的代價極高。 管道沖蝕仿真對于設(shè)計、優(yōu)化和診斷來說是強(qiáng)大且具成本效益的工具。本例計算帶有U型管道的沖蝕磨損率，沖蝕模型采用Finne模型，模擬結(jié)果展示如下：
感興趣的朋友，可下載模型源文件，進(jìn)行交流。
展開 ANSYS ICEMCFD 11 2D管道
ANSYS_ICEMCFD_11_2D管道.pdf
基于ansys管道交變電磁場
1 前言
在油田生產(chǎn)中，注水管道一旦產(chǎn)生結(jié)垢沉積，其危害是相當(dāng)大的。電磁防垢技術(shù)具有不需添加化學(xué)藥劑，不需拆除管道，磁場強(qiáng)度可操作調(diào)節(jié)等優(yōu)點。將電磁防垢技術(shù)應(yīng)用于油田注水管道前景廣闊。對于恒定磁場，磁場強(qiáng)度的大小直接影響到防垢效果，而對于交變磁場的感應(yīng)磁場強(qiáng)度目前無法測量。本文主要利用ANSYS軟件對交變電磁場進(jìn)行分析，仿真管道內(nèi)的磁場強(qiáng)度及其分布情況，從而有利于設(shè)計高效、實用的電磁防垢系統(tǒng)。
ANSYS軟件在實際工程中的應(yīng)用非常廣泛，它強(qiáng)大的分析功能及處理、求解功能給人們的工作學(xué)習(xí)帶來極大的方便，提高產(chǎn)品加工質(zhì)量，縮短了設(shè)計周期。本文主要是針對油田注水管道及其外部纏繞的線圈進(jìn)行建模，分析線圈在管道內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電磁場。由于各種管道的工況條件不同，所纏繞線圈中電流的變化不同，如果使用物理方法進(jìn)行模擬仿真，不但操作復(fù)雜而且仿真精度差。因此開發(fā)出一個基于ANSYS環(huán)境的管道系統(tǒng)模型，在此基礎(chǔ)上加載線圈電流，進(jìn)行求解分析，便計算及仿真。該仿真使用APLD命令流完成從建模到求解的全部過程。
2 管道模型的建立
建立三維有限元模型分析磁場。由于ANSYS可以針對三維靜態(tài)電 磁場分析，以宏模式預(yù)創(chuàng)建過程完備的線圈，無須考慮時間軸，因此可以選擇三維靜態(tài)電磁場分析某一時間點處管道內(nèi)的磁場分布特性。自頂向下進(jìn)行實體建模，定義柱體作為基元，利用基元直接構(gòu)造幾何模型。創(chuàng)建模型時注意管道外的線圈應(yīng)為無縫隙密布排列，否則將會存在嚴(yán)重的漏磁現(xiàn)象，影響實驗結(jié)果。其命令流如下所示：
/prep7
CYLIND,0.5,0.4,-1,1,0,360,
CYLIND,0.4,0,-1,1,0,360,
！
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