ansys外流場仿真的案例
汽車外流場仿真分析 ￥1
1 概述
2 使用軟件
3 模型前處理與網格劃分
3.1 CAD 模型的前處理
3.2 有限元模型的前處理
4 模型求解及結果分析
4.1 模型求解設置
4.2 求解結果分析
5 空氣阻力系數的計算
6 結論
1 概 述
本報告應用 CFD 分析軟件，對 HUPO 進行外流場分析，給出整車滿載下的風阻系數，為設計組提供參考。
本次分析采用半車模型，車身表面采用約（8-25mm）的三角形網格；風洞尺寸為（40m×6m×10m），其壁面網格為（400-500mm）；體網格采用六面體單元，單元總數控制在 250萬之內。
本報告設風洞入口邊界條件為 u0 = 30m / s ,出口條件為壓力出口，空氣密度為1.225kg/m3，計算中不考慮溫度變化。
2 使用軟件
本報告使用的前處理軟件為 ANSA，解算器和后處理軟件為 Star-CCM+。
3 模型前處理與網格劃分
汽車車身表面存在大量細小特征，要精確地模擬所有這些特征，經常會導致生成的網格單元數目巨大，從而使得求解時的計算量增加，因此在處理計算模型時對幾何數模進行合理的簡化。
3.1 CAD 模型的前處理
在 CATIA 中將汽車模型（特別是底盤部分）作合理的簡化：保留輪胎、后視鏡等部件；由于底盤的復雜性，這里將車底化為平面，然后將車身表面和底盤的碎面縫合起來，形成若干個大的特征表面，將整個汽車簡化為封閉的殼體；再在汽車周圍形成適當的空氣域（40m×6m×10m），汽車與風洞相對位置如圖 1 所示（由于汽車的對稱性，為減少計算采用半車身模型。
展開 基于PERA SIM的導彈外流場數值仿真計算
目前，CFD數值仿真計算方法在飛行器的前期設計階段得到了廣泛的應用，一定程度上可以替代實際的飛行器風洞試驗，并可以模擬得到風洞實驗中無法測試的一些參數。
本文基于安世亞太自主開發的PERA SIM.Fluid流體仿真軟件，對某型號導彈的外流場進行了數值模擬計算，得到了相應馬赫數下導彈外流場的壓力及速度分布。
導彈結構如下圖所示（彈體長1米）。
基于PERA SIM.Fluid流體仿真軟件，具體的仿真工況條件為：
馬赫數1.53（520.7m/s）；
AOA攻角0° ，H=0km；
無窮遠場壓力入口101325Pa。
來流假設為理想氣體；用給定的自由流馬赫數和靜態條件來模擬無限遠場處的自由流動，計算的湍流模型為k-Omega SST，其可以很好地模擬飛行器外流場的附著流動和薄層自由剪切流動，且具有良好的魯邦性和數值收斂性。
為了滿足壁面無反射邊界條件為“無窮遠”的要求，在距離壁面較遠處生成一個大圓柱，以確定導彈外流場的計算域；對應的圓柱體計算區域直徑為20m，深度為25m，其中導彈前側為5m，后側20m（以捕捉導彈尾翼的氣流特性）。對包裹后的外流場進行網格劃分，如下圖所示；由于導彈周邊的流場氣動變化比較劇烈，為了更好地捕捉其流動現象，對導彈周邊的網格進行了加密細化，網格數量約為375萬。
展開 Bullet外流場溫度仿真案列
采用FLUENT數值仿真軟件進行模擬。
2.1Bullet模型建立
根據Bullet參數：該Bullet為30×165 mm高爆燃燒彈，彈重837g，彈頭重389g，裝藥49g，初速960m/s，引信延時0.15ms，并能在7.5-14.5s后自毀。其實體模型如圖2.1所示。
圖2.1 Bullet實體模型
考慮到Bullet發射出去后只有彈頭在空氣中飛行，根據已知數據以及實體模型圖片使用圖片測算法，運用SolidWorks軟件建立彈殼三維實體模型以及內部裝藥模型，如圖2.2所示。
圖2.2 彈殼及裝藥模型
將彈頭殼體與裝藥裝配到位后需要在其外部建立外流場區域，即外部空氣域，使用workbench里面的建模軟件在彈頭外部生成外流場。如圖2.3所示。
圖2.3 彈頭外流場區域建立
2.2模型前處理
將建好外流場區域的彈頭及流體區域模型導入mesh進行前處理。彈頭殼體以及裝藥網格劃分如圖2.4所示。
圖2.4 網格劃分
將彈頭飛行方向所指空氣域對應的面設置為空氣流入邊界，其他面設置為流出邊界。如圖2.5所示。
圖2.5 空氣域邊界設定
在模擬彈頭與外部空氣的熱交換時，需要建立彈頭殼體外部與空氣交界面的耦合換熱面，此外還需要考慮彈頭殼體與內部裝藥的耦合換熱面。耦合換熱面的建立如圖2.6所示。
圖2.6 耦合傳熱面建立
2.3仿真模型設置
將處理好的前處理模型導入FLUENT進行數值仿真相關參數設置，采用基于壓力求解（Pressure-Based）算法，該方法既適用于可壓縮流體，也適用于不可壓縮流體的計算。
展開 Visual-CFD&OpenFoam整車外流場仿真
本次仿真采用
Visual-CFD進行前后處理(Visual-CFD是由ESI公司專門為OpenFoam開發的前后處理軟件)，調用
OpenFoam進行求解，操作系統為Windows系統。首先導入整車模型（此模型來源于網絡公開模型，模型包含汽車主要部件，但是不包含內飾）。
模型整體視圖
模型底部視圖
模型內部透視圖
模型為STL格式
導入模型后，設定分析類型為External Flow, 模型設定為SST-K-Omega。
設定外流場區域大小
設定模型網格大小以及邊界層網格
細化模型網格
設定入口條件和出口條件，入口條件設定為20m/s
設定結果監測點
其余參數采用默認值，劃分網格并點擊Run進行計算
計算完成后進行結果查看，
由于模型來源于網絡，不完全符合外流場仿真的要求，因此仿真結果僅供學習參考，不具有實際意義。
疊加速度矢量后進行結果查看
查看壓力結果
除了這些結果外，還可以查看許多其他結果，這里不再一一截取。
文章來源：深藍的技術小站
展開 
基于湍流模型的建筑復雜外流場CFD仿真分析
表：PERA SIM和fluent結果對比
PERA SIM
ANSYS
Fluent
誤差
（%）
求解時間
（min）
17
19
/
最大壓力
（Pa）
89.02
91.58
-2.80
最小壓力
（Pa）
-134.54
-134.08
0.34
最大速度
（m/s）
16.33
16.12
0.68
通過本案例中展示的使用PERA SIM的流體力學仿真模塊， 對建筑外流場仿真的詳細操作流程，仿真結果與通用CFD求解器Fluent做對比，可以看出
PERA SIM對外流場的仿真具有出色的計算精度、強的求解魯棒性以及豐富的后處理功能。
展開 如何使用湍流模型進行建筑復雜外流場CFD仿真分析？
顯示變量和結果文件選取設置
建筑表面的壓力分布
截面速度分布及流線圖
為了驗證計算精度，因為沒有測試數據，所以選擇了和商業軟件Fluent仿真結果做對比。同一截面壓力分布對比如下。
同一截面速度分布對比如下。
PERA SIM和fluent結果對比
通過本案例中展示的使用PERA SIM的流體力學仿真模塊， 對建筑外流場仿真的詳細操作流程，仿真結果與通用CFD求解器Fluent做對比，可以看出PERA SIM對外流場的仿真具有出色的計算精度、強的求解魯棒性以及豐富的后處理功能。
ANSYS Maxwell 低頻電磁場仿真全解析
ANSYS Maxwell 憑借其強大的功能和準確的仿真能力，成為低頻電磁場仿真領域不可或缺的工具，為各行業的產品研發和技術創新提供了重要的技術支持。
ANSYS Fluent 內嚙合齒輪泵瞬態流場仿真
王鑫鑫
安世亞太沈陽分公司
利用ANSYS Fluent軟件能夠方便的計算齒輪泵工作過程中的性能參數，本文僅以內嚙合齒輪為例，介紹了仿真主要方法，對于其他類型如外嚙合齒輪泵可以此為參考，選擇合適的方法。
在對齒輪泵進行流場仿真計算時，通常會遇到三個方面的問題：
1）嚙合間隙如何處理？
2）劃分什么樣的網格？
3）動網格如何設置？
下面介紹如何使用ANSYS Fluent軟件解決這三方面問題，順利的實現齒輪泵動態流場的仿真。
大咖慧齒輪箱仿真專題
11月16日-18日
11月16-18日，安世亞太大咖慧推出齒輪箱仿真專題培訓，內容包含：Recurdyn齒輪嚙合分析、無網格液體流動仿真軟件Particleworks介紹及案例演示、齒輪泵動態流場仿真分析課程介紹介紹。（報名方式見底部）
本文所
選取的實例模型如圖1所示，主要包含內齒圈、齒輪軸、月牙隔板、泵殼等部件。
展開 2026 R1 | Ansys流體仿真專題網絡研討會上線（共7場）
基于全面提升后的旋轉葉片設計、仿真和優化解決方案，用戶可更加方便、快捷的應對各類旋轉葉片氣動性能及噪聲的優化挑戰。
點擊立即報名
點播推薦：Ansys Fluent 2026新功能介紹及行業應用
在Ansys 2026新功能系列網絡研討會中，Ansys Fluent 2026 R1 的功能更新主要圍繞 GPU原生求解器、自動化與可靠性方面，目標是讓復雜多物理場仿真 “算得更快、建得更穩、用得更順” 。觀看點播內容：
Ansys Fluent/CFX 多物理場耦合仿真技術培訓
【培訓講師】 上海安世匯智流體技術專家
【培訓時間】 2023年8 月16日~18日
【培訓費用】 4500元/人
【培訓等級】 初 級
【培訓地點】 上海安世匯智公司，上海市浦東新區平家橋路36號晶耀前灘5號樓9樓
【培訓特色】
—— 精品小班課，資深工程師授課
—— 項目經驗豐富，精準匹配行業
—— 理論與上機結合，教學質量有保障
—— 真實案例教學，貼合企業實際需求
—— 設立分級課程，循序漸進培養仿真能力
—— 安世亞太官方培訓證書，豐富職業履歷
【培訓日程】
時間
具體內容
第一天
上午
? 幾何建模功能介紹
? 幾何修復介紹
? CFD仿真前常用功能介紹
? SpaceClaim網格功能介紹
? 案例練習
第一天
下午
? 網格功能介紹
? 網格策略
? 全局/局部網格設置方法
? 案例練習
第二天
上午
? 多物理場基礎：流體、傳熱、結構、電磁
? 多物理場數值分析基礎：強耦合/弱耦合/單向/雙向等等
? Ansys CFD多物理場仿真流程基礎
? Ansys CFD多物理場流程演示（CFX/Fluent)
第二天
下午
? Ansys 多物理場分析流程練習
? Ansys 流體-傳熱耦合
? Ansys 流體-結構耦合
? Ansys 傳熱-結構耦合
? Ansys 流體-傳熱-結構耦合
第三天
上午
? Ansys 傳熱-電磁耦合
? Ansys 傳熱
展開 仿真模型互通及ANSYS多物理場技術分析
同時，以相關技術為支撐，如物理場模型降階等技術，有效保證上述模型在系統中的求解速度，最終達到系統仿真精度與速度的平衡。
另外，多物理場/多學科仿真技術在實際應用過程中涉及大量數據、流程、經驗的管理問題。ANSYS SPDM仿真數據流程和數據管理平臺，以開源PDM平臺為基礎深度開發，可有效管理多物理場/多學科仿真過程中產生的海量仿真數據、協助用戶標準化仿真流程、有效管理仿真人員，并且可以與其他PDM系統有效集成，共同支撐企業的數字化研發創新平臺搭建。
本文摘自 ANSYS 2019仿真流程和數據管理（Simulation Process and Data Management，簡稱SPDM）高峰論壇中演講嘉賓童輝的演講內容——“仿真模型互通及ANSYS多物理場技術分析”，該論壇于4月末在杭州成功舉辦，逾百名與會嘉賓圍繞ANSYS SPDM方案及相關產品服務進行多場報告及DEMO演示，以及深入的現場溝通互動。通過此次論壇，我們向來賓充分展示了ANSYS仿真流程、多物理場技術分析、數據管理和SPDM平臺的理念和功能。
更多關于本次SPDM高峰論壇完整版演講資料可通過
以下鏈接或“閱讀原文”進行注冊下載
https://www.ansys.com/zh-cn/other/zh-cn/20190426-spdm
展開 
Ansys 2021 R1新品首場發布會：仿真超能力，解鎖無限可能
Ansys 2021 R1新品首場發布會將在2月23日強勢開啟，請大家提前報名預留席位，千萬別錯過！
最新版Ansys 2021 R1已于近日發布，為客戶解鎖無限可能，提供設計和研發新一代產品的新途徑，Ansys每個新版本都持續提高仿真軟件的質量，此次新版本發布再度為行業樹立了新標準。
主題：Ansys 2021 R1新品發布會：仿真超能力，解鎖無限可能
時間：2月23日（星期二），16:00-17:00
講師介紹：
袁勇博士
現任Ansys中國行業專家團隊高級技術經理。2011年畢業于北京理工大學，同年加入Ansys公司，在天線、射頻微波、電磁兼容等領域具有豐富的經驗。除此之外，還可以為用戶在平臺建設、仿真分析能力提升等方面提供幫助。
費用：免費
點擊報名：http://event.31huiyi.com/2003452517/index?c=jishulink
本次推出的Ansys 2021 R1新品發布系列網絡研討會精彩不斷，多達30+場線上分享會將持續上線與大家見面，目前全系列網絡研討會已開放報名通道，歡迎報名參會！
* 注意事項：請選擇您感興趣的會議主題報名即可參加。參會詳細信息將在會前1-2天通過郵件/短信方式發送至您報名所留聯系方式。
展開 Ansys 2024全球仿真大會來啦！涉及結構、流體、多物理場仿真及各行業更前沿的解決方案！
8.CPS多物理場仿真 CPS Multiphysics
移動通訊、智能駕駛、數據中心、智能終端等系統設計日趨復雜，極大地促進了從芯片到系統（Silicon to System）的協同設計和協同分析方法學的發展。
本次大會CPS多物理場仿真產品分會場，多維度涵蓋從模擬到數字、從芯片早期RTL到最終系統設計、從SIPI性能設計到熱/結構可靠性設計，同時結合Ansys眾多優秀專家的行業經驗，就芯片-封裝-系統（CPS）多物理場協同相關問題，帶來最前沿的Ansys解決方案分享，以及針對2.5D/3D-IC的仿真及相關成功案例。
9.結構仿真 Structures
結構仿真技術被廣泛應用于各工程領域，隨著新能源汽車、芯片半導體、消費電子和各種新興技術的發展，其技術也在不斷地進行迭代和發展。Ansys作為結構仿真技術的開拓者和領導者，每年都會有大量新的應用和新技術在行業得到落地實施并獲得認可。
本次大會結構仿真產品分會場，將帶來前沿的結構仿真技術的開發進展，同時也邀請了來自工業領域的仿真專家和同仁，分享其在結構仿真領域的成功經驗，共同探討結構仿真的發展趨勢。
10.流體仿真 Fluids
本次大會流體仿真產品分會場，將聚焦Ansys CFD（計算流體力學）產品的核心技術和前沿探索，精心策劃了一系列豐富議題，旨在與您分享Ansys CFD在關鍵領域的應用，主要包括以下幾個方面：
Ansys CFD產品最新功能更新及未來產品規劃，展示Ansys CFD如何跟隨全球高端技術的發展，更好地響應客戶需求。
分享Ansys CFD在電池的熱管理、熱安全和高效氫能完備的解決方案。能源是現代經濟和產業發展的生命線，推動新能源高質量發展是實現經濟社會高質量發展的必由之路，動力電池和儲能電池，綠色氫能和燃料電池在新能源的高質量發展中扮演著重要角色。
展開 ANSYS系列高級培訓：ANSYS AIM多場耦合仿真分析培訓（北京，11月2日至3日）
ANSYS AIM多場耦合仿真分析培訓
【2017年11月2-11月3號】
課程介紹：
在設計過程早期部署基于仿真分析的設計指南，能夠讓組織機構將產品設計的性能和可靠性提升到新高度，但在實際操作上經常難以實現這一目標。很多傳統仿真工具需要非常陡峭的學習曲線，因此更適合仿真專家而非廣大的工程技術人員使用。
ANSYS多年來一直提供工程仿真技術而享譽業界，以ANSYS Workbench平臺為基礎的ANSYS AIM是一種全新的沉浸式仿真環境，降低了工程仿真的進入門檻。AIM將ANSYS行業領先的求解器技術與向導式定制化仿真過程相結合，使整個工程組織機構都能獲得基于仿真的指南。
為了讓工程研發人員在產品設計的早期即可應用仿真分析，以減少產品研發的周期和成本，同時提升工程研發工作者的技術水平，拓寬CAE分析的應用廣度。本次培訓針對全新的中文仿真分析環境AIM進行相關培訓。因此，ANSYS公司特開辦“ANSYS AIM多場耦合仿真分析培訓”。
培訓合格者發放ANSYS技術培訓認證證書。
展開 7/21 Ansys射頻芯片（RFIC）電磁場仿真技術介紹
射頻芯片（RFIC）因其工作頻率高、尺寸精細、結構復雜等特點，對其進行電磁場仿真和參數抽取長期以來都是芯片設計過程中的重要挑戰，射頻芯片設計師一直在追求能夠對大規模、高集成度的射頻芯片進行更高效更精準的電磁場仿真解決方案。Ansys最前沿的射頻芯片電磁場仿真技術可以使仿真無縫集成到芯片EDA設計流程中，綜合設計功能幫助設計師快速找到多種形式傳輸線、螺旋電感等無源結構的最佳設計，其獨有的電磁場求解引擎可以針對芯片特有的3D結構實現高達110GHz頻率的高效率高精度參數抽取，同時滿足最嚴苛的容量要求，從而幫助設計師在密集走線、電容器陣列和有源器件上對芯片整體的電磁場性能進行仿真，設計師也可以選擇使用業界標準的3D電磁場求解引擎HFSS對芯片的關鍵部分進行高精度仿真驗證。而且Ansys具有強大的Post-LVS RLCK抽取功能，可提供前所未有的容量，使設計師分析極其復雜的版圖，輕松獲得大型數字總線和敏感RF走線之間的復雜電磁分布和耦合結果，在Sign-off階段準確預測芯片內潛在的電磁干擾情況。
會議大綱：
1. RFIC的完整的電磁場仿真重要性
2. Ansys完整電磁場仿真解決方案-HELIC
3. HELIC內置四大平臺介紹與實例
4.
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