風機ansys仿真的案例
ANSYS干貨視頻 | 風機類產品流體仿真的解決方案
視頻介紹
風機的設計和選型，通常涉及到諸多的因素，如風量、風壓、噪聲、葉片強度、電機選型等都需要綜合考慮，以滿足設計的需求。對于葉片葉型設計的工程人員而言，葉片的形狀顯得至為重要。
對于熱及流體設計人員而言，合適的風扇型號才是其所關心的。針對旋轉機械類產品，可通過仿真的手段考慮其各項性能，從而縮短研發周期，提高產品可靠性。
視頻內容
●ANSYS——融合結構、流體、電磁分析于一體的仿真分析軟件，處理旋轉機械產品的各類仿真分析；
● 流體模塊——全面處理葉片葉型設計、流量、壓降、噪聲、效率等問題；
● 結構模塊——處理葉片強度、顫振、扭曲等雙向流固耦合問題。
● 總結與答疑。
展開 基于STAR-CCM+風機界面：雙向進氣的多翼離心風機的仿真
前向多翼離心風機作為一種，流量大，風壓大的風機種類，常用于空調，吸油煙機等家用電器中，本案例使用STAR-CCM+中的多參考系（MRF）模型計算前向多翼離心風機的流場。
1、問題描述
本案例仿真的前向多翼離心風機為雙向進氣，轉速為1000rpm，在計算時把進口設為大氣壓，出口相對壓力設為0，計算域如圖1所示：
2、幾何與網格
（1）本案例的幾何網格采用從外部導入的方法，啟動STAR-CCM+軟件，點擊file→Import→Import surface mesh，選擇準備好的stl面網格文件，選導入界面，選擇create new region，把單位改為mm，其余默認，點擊ok即可：
（2）右鍵點擊Continua中的mesh1，選擇selectmeshing models，選擇surfaceremesher；
（3）右鍵mesh1→reference values，在base size中中填寫面網格的總體控制尺寸20mm；
（4）勾選region→region 1→dianji→mesh condions→custom surface size，在下面的mesh values→surface sizes中填入dianji面網格的relative targetsize和relative minmum size；對所有的part進行目標尺寸和最小尺寸進行控制。
展開 風機氣動噪聲求解全流程講解，一文get基于STAR-CCM+的風機仿真全部知識點
</p><p>2）選擇求解器：選擇合適的CFD求解器，如ANSYS Fluent、CFX、STAR-CCM+等，進行流場計算。</p><p>3)穩態計算：首先進行穩態計算，使流場達到穩定狀態。這有助于快速評估風機的基本性能，并為后續瞬態計算提供初始條件。</p><p>4)瞬態計算：在穩態計算的基礎上，進行瞬態計算以捕獲流場的動態特性。這通常涉及到使用大渦模擬（LES）等高級湍流模型來模擬瞬態流動。</p><p><strong>5、CAA仿真</strong></p><p>1)聲源識別：從CFD仿真結果中提取噪聲源信息，如葉片上的動態載荷、湍流邊界層等。</p><p>2)聲學模型構建：根據噪聲源信息構建聲學模型，包括聲源位置、聲傳播路徑等。</p><p>3)聲學計算：使用CAA求解器進行聲學計算，得到風機噪聲的聲壓分布、頻譜特性等。</p><p><strong>6、結果分析與優化</strong></p><p>1)結果分析：分析仿真結果，包括聲壓級、頻譜特性、指向性等，與實驗數據或標準進行對比，評估仿真的準確性。</p><p>2)噪聲源識別：識別主要的噪聲源和傳播路徑，為優化設計提供依據。</p><p class="ql-align-justify">3)優化設計：根據分析結果提出改進設計的建議，如改變葉片形狀、增加隔音材料、優化機殼結構等。</p><h3><strong>風機氣動噪聲仿真案例</strong></h3><p><strong>1.幾何與網格</strong></p><p class="ql-align-justify"> 對離心式風機建立了選擇域和靜止域，采用多面體網格進行了網格劃分，由于氣動噪聲仿真需要捕捉細微的渦，因此要求網格細膩。
展開 【流固耦合數值仿真算例】風機葉片流固耦合數值仿真
風機 是一種利用輸入的機械能來增加氣壓，并將氣體排出的機械。在中國，風機是對 氣體壓縮和氣體輸送機械 的習慣簡稱，一般指的是 通風機，鼓風機，風力發電機 。風機廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風、排塵和冷卻，鍋爐和工業爐窯的通風和引風；空氣調節設備和家用電器設備中的冷卻和通風；谷物的烘干和選送， 風洞風源和氣墊船的充氣和推進 等。 為了更好地了解風機的結構及特點，提高風機的總體設計水平與使用效能，可通過自建高性能并行集群仿真平臺， 利用OpenFOAM開源軟件進行計算， 考慮流固耦合方式對風機葉片上的氣動載荷進行分析。 下圖為數值模擬結果。
風機在計算域中的示意圖
風機在計算域中的示意圖
風機在簡化氣動力下轉動效果
流固耦合條件下模擬，可以考慮風機塔架、機艙的振動響應。
在此種模擬方法下，可以輸出風場縱剖面速度云圖，考慮風機的尾流效應。
單風機尾渦效果展示
雙風機尾渦效果展示
葉片是風力發電機中最基礎和最關鍵的部件，其良好的設計，可靠的質量和優越的性能是保證機組正常穩定運行的決定因素。考慮流固耦合方式對風機葉片上的氣動載荷進行分析，可以為風機的總體設計提供一個較為全面的建議及分析方法。
展開 
ANSYS Icepak對真實風機的模擬
在Icepak中可以通過自建模的風機來進行仿真，也可以使用MRF（多參考坐標系）功能來模擬風機的葉片轉動。MRF方式對比自建模而言，模擬真實葉片的轉動可以捕捉風機整體產生的渦流及離心風速，可以得到風機真實幾何特征導致的流場和溫度場分布。
ANSYS Icepak使用MRF功能模擬風機的具體步驟如下：
1
啟動ANSYS Workbench，從工具欄中拖出Geometry、Icepak。
2
將修復干凈的3D真實風機模型導入DM中，完成對CAD異形的轉化后，將模型導入Icepak。
3
進入Icepak模塊，雙擊Cabinet，擴大Cabinet計算區域，同時設置空氣進出口為Opening屬性。
4
設置葉片的流體區域。使用MRF功能，需要一個與真實風機進出口相匹配的圓柱形流體塊，可以通過Icepak自建模工具來完成，也可以使用DM中的體積抽取功能完成。
展開 samcef wind turbine 風機設計仿真 之直驅
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事先在samcef field中創建好需要的直驅風機的主要部件：主軸，主機架，發電機及控制器。其中主軸，主機架都設計為剛體，發電機則由柔性梁單元構建。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。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文件為參數的文本文件，主要便于更改控制器的主要參數。
SWTdirectdrive.pdf
展開 Abaqus風機模態分析仿真案例講解
Abaqus風機模態分析仿真案例講解
免費培訓 | 家電-風機噪聲仿真專題（線上 & 線下）
CAE仿真技術在家用電器產品開發設計中已經有著廣泛且更精細化的應用，例如風機類家電的氣動聲學問題，就是其中一項重要的研究方向。
家電產品內存在著復雜的氣動-振動噪聲問題，風扇噪聲，流道噪聲，結構壁板振動噪聲，材料吸隔聲問題等。設計與仿真工程師需要運用理論知識、測試手段與仿真工具弄清各個問題的基本規律及控制技術，結合產品特性進行噪聲的評估和改進。
Hexagon｜MSC軟件公司的聲學仿真計算工具Actran，具有很好的魯棒性和求解效率，在精度方面經過大量工程實例驗證，并與諸多領先CAE軟件具備聯合仿真接口，該軟件可以在計算域中定義任何邊界，模擬聲反射、聲透射、吸聲等現象，實現對復雜的氣動-振動噪聲問題的綜合模擬，能夠滿足風機與家電類工程師的仿真設計需求，并幫助改善產品噪聲水平。
作為通用的聲學仿真計算工具，Actran在各個行業均有大量應用，同時也積累了大量客戶，如汽車、航空航天、家電、電聲、通用機械等。本次MSC聲學團隊特親臨培訓現場，開展線上&線下相結合的“家電-風機噪聲仿真專題培訓”，以實操為基礎，結合真實案例，手把手幫您解鎖噪聲仿真關鍵技術，歡迎提早報名。
展開 【技術貼】基于EXCITE 軟件風機系統動力學仿真
考慮到風機極高的樣機制作成本， CAE仿真在開發過程中以其獨特的優勢也越來越多受到各主機廠的重視。仿真除了可以大幅降低成本以外，還可在風機設計時進行更多變參設計以尋找最優設計方案，同時完善的計算模型也可確保結果的準確性以及實際情況的高度還原，大大縮短每個設計周期的時間。
滑動軸承的引入可以極大降低齒輪箱的成本、增加齒輪箱壽命，減少維護頻次。但滑動軸承的設計也為風機齒輪箱企業帶來了挑戰，不佳的設計可能適得其反，增加失效風險。
AVL EXCITE軟件作為一款專業的多體動力學分析軟件，基于其柔性多體模型與非線性接觸模型，可以詳細考慮齒輪柔性變形與宏觀及微觀齒輪參數以及滑動軸承彈性液力潤滑接觸，用于風機齒輪嚙合分析、滑動軸承潤滑分析、整機NVH分析以及可靠性分析等。國內外諸多風機企業也已將該分析任務集成到其產品開發與設計中。
▲ 圖1：EXCITE 風機動力學模型
EXCITE軟件風機模型建模特點
EXCITE風機總成模型可詳細考慮風機各個子系統的相互影響，可基于其真實的載荷邊界對其進行準確的多體動力學計算。EXCITE風機模型建模特點如下：
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1
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所有結構體均可采用三維全柔性體縮減模型。考慮零部件動態變形對于齒輪嚙合、軸承受力等影響。
▲圖2 柔性有限元模型
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可準確考慮齒輪嚙合影響：考慮齒輪宏觀與微觀修形參數對于齒輪嚙合影響。
展開 Abaqus風機動力響應仿真案例講解（模態分析續）
Abaqus風機動力響應仿真案例講解（模態分析續）
基于ANSYS的風機復合材料葉片建模分析模態分析 ￥20
基于ANSYS的風機復合材料葉片建模分析模態分析
首先需要葉片的截面輪廓
本文原始數據將風機葉片三維模型獲取了90多個截面輪廓，最后根據實際需要，利用C#軟件編程，獲取了其中32個風機復合材料葉片輪廓點。然后再利用ansys的spline功能連線，spline連點有上線，葉片中間還有加復合材料的加強筋，所以建模時需要考慮清楚連點的個數。
再利用askin功能，兩條線之間連成面。
再由線形成面。
利用shell281單元，設置保存每層的值。
新建復合材料屬性，各向異性。
自由網格劃分，約束，求解前十階模態，
第1階模態振動
展開 
347-CFX離心風機仿真WORKBENCH19.2-DM-MESHING-CFX-POST
CFX精典案例#347-離心風機仿真（WORKBENCH19.2-DM-MESHING-CFX-POST）
01
案例介紹
如下圖所示離心風機（第一張圖為原始模型，第二張圖為處理并簡化后的模型，也就是仿真實際使用的模型，視頻會包含模型清理），葉片轉速1200rpm，需仿真得到流場（速度、壓力等分布）、出口流量和扭矩。
02
網格情況
使用ANSYS MESHING非結構網格。
03
主要仿真設置
1 使用穩態計算；
2 設置壓力入口條件
3 設置壓力出口條件
4 設置動域條件，其中轉速1200rpm，介質常溫（25攝氏度）空氣
5 設定靜域條件
6 使用標準ke湍流模型
7 設置交界面
這里使用的是FrozenRotor“凍結轉子法”（CFX中旋轉機械仿真常用方法之一，另一種為Stage“級間平均法，也稱混合平面法”）
8 使用默認單位
9 求解控制，使用一階迎風格式
10 設置以上內容后，即可開始求解。
展開 [案例分析]STARCCM+入門系列之——雙向進氣的多翼離心風機的仿真
前向多翼離心風機作為一種，流量大，風壓大的風機種類，常用于空調，吸油煙機等家用電器中，本案例使用STAR-CCM+中的多參考系（MRF）模型計算前向多翼離心風機的流場。
1、問題描述
本案例仿真的前向多翼離心風機為雙向進氣，轉速為1000rpm，在計算時把進口設為大氣壓，出口相對壓力設為0，計算域如圖1所示：
圖1 風機的計算域
2、幾何與網格
（1）本案例的幾何網格采用從外部導入的方法，啟動STAR-CCM+軟件，點擊file→Import→Import surface mesh，選擇準備好的stl面網格文件，選導入界面，選擇create new region，把單位改為mm，其余默認，點擊ok即可。
（2）右鍵點擊Continua中的mesh1，選擇select meshing models，選擇surface remesher；
（3）右鍵mesh1→reference values，在base size中中填寫面網格的總體控制尺寸20mm；
（4）勾選region→region 1→dianji→mesh condions→custom surface size，在下面的mesh values→surface sizes中填入dianji面網格的relative target size和relative minmum size；對所有的part進行目標尺寸和最小尺寸進行控制。
展開 仿真APP應用案例——風載荷作用下的風機塔筒受力分析
風機在利用風力資源實現清潔能源發電的同時，其結構不可避免地承受著風壓所引發的復雜力學影響。作為風機的關鍵承載部件之一，風機塔筒結構通常具有細長、高聳的幾何特點，使其對風壓載荷的敏感性尤為顯著。風壓不僅影響塔筒的強度和剛度性能，還可能誘發局部屈曲、疲勞破壞或整體失穩等問題，給設計和運行帶來嚴峻挑戰。
為了提高風機塔筒結構的設計效率并降低失效風險，風載荷作用下的風機塔筒受力分析仿真APP提供了一套集成化的分析工具。通過將塔筒結構的幾何尺寸、材料參數以及風載荷數據進行參數化建模，用戶可以輕松調整相關參數，快速評估不同設計方案在特定風壓載荷下的受力狀態和變形情況，幫助設計人員及時發現潛在問題并優化設計方案。
該APP能夠快速直觀預測塔筒的力學性能，為風機塔筒設計提供重要依據，有效助力風機塔筒結構的安全性、經濟性與高效性，為可持續能源開發提供強有力的技術支持。
在線體驗此仿真APP：https://www.simapps.com/v/230622.html
展開 Fluent仿真實例｜穩態MRF方法在模擬離心風機中的有效性
上海安世亞太公司
通過一個后傾離心風機的流動實例，Fluent得到了驗證。該實例對其流動范圍進行了研究。與現有的試驗數據相比，穩態多重參考系(MRF)模型和realizable k-e湍流模型可以適當地捕捉風機的幾個性能特征。
本文所研究的風機為采用傳統轉子設計的后傾離心風機。在實驗室（按照ANSI/AMCA 210-85、ANSI/ASHRAE 51-1985標準）通過將風機的出風口安裝到風洞入口以對風機進行測試。允許周圍的空氣從各個方向通過入口孔進入風機。在風洞中使用常規技術（靜壓口和射流噴嘴）測量升壓和流量。在額定運行速度和一定流量范圍內，收集了風扇的性能數據，包括升壓、軸功率和聲壓級。由于轉速和空氣溫度的細微變化，所有數據均校正為額定轉速和標準大氣密度（0.075 lbm/ft3）。本研究的目標之一是驗證穩態MRF方法在模擬離心風機中的有效性。
因此，入口-轉子域采用運動參考系模型（恒轉速）建模，而假定外殼域為靜止狀態。采用了realizable k-e湍流模型模擬湍流效應。假設工作流體（空氣）是不可壓縮的，具有固定屬性（密度=0.075 lbm/ft3，黏度=1.2×10-5 lb/ft-s)。
通過使用二階離散化方程和標準的SIMPLE壓力-速度耦合方案以進行求解。風機幾何如圖1所示。它由前盤和后盤、15個葉片和蝸殼板組成。轉子安裝在一個蝸殼中，該蝸殼收集來自轉子的流量并通過一個矩形出口排出。
展開 