ansys仿真壓縮分析的案例
ANSYS CFX 壓縮機仿真-離心壓縮機葉輪
本文利用CFX模擬離心壓縮機葉輪的氣動性能。
注：本文采用CFX 2019R2進行演示
1 幾何模型
幾何模型來自ANSYS-CFX的教程文檔。下圖是幾何模型的示意圖。這個葉輪有24個葉片，以22360rpm的轉速繞Z軸旋轉。
△ 幾何模型示意圖
2 BladeGen定義幾何
啟動Workbench 2019 R2，將BladeGen模塊拖入工程視圖，右擊
A2：Blade Design→Properties，在屬性面板中設置如下圖所示
△ 屬性設置
加載創建好的葉輪。
ANSYS Fluent 壓縮機仿真｜離心壓縮機計算
本案例演示利用Fluent計算離心式壓縮機內部流程并實現參數化的一般流程。
1 問題描述
要計算的壓縮機如下圖所示。
其包含6個主葉片及6個分流葉片，只計算單流道模型，如下圖所示。
流體介質為空氣，葉輪轉速155733 rpm，沿z軸旋轉。
2 計算流程
啟動Workbench，讀取文件
TurbochargerCompressorFluentStartingPoint.wbpz
添加Fluent模塊，計算模塊如下圖所示
雙擊
D2單元格進入Fluent
3 Fluent計算
3.1 General設置
進入
General設置面板，保持默認設置
設置
angular-velocity的單位為
rev/min
3.2 Models設置
開啟能量方程
選擇使用
SST k-omega湍流模型
3.3 Materials設置
指定密度為
ideal-gas，指定粘度為
sutherland
Sutherland對話框采用默認設置。
展開 ANSYS CFX-壓縮機CFD仿真流程
CFX-壓縮機仿真
壓縮機的仿真涉及到的是可壓縮流體的一個仿真，所以本次的課程主要涉及到的是可壓縮流體的一個仿真流程。
ANSYS Forte對容積式壓縮機的仿真優勢及應用
容積式壓縮機內部涉及到可壓縮的高流速動與多相流，由于相間作用復雜、界面捕捉困難、氣液比高等問題，通過仿真解決壓縮機內部的多相流問題存在較大困難，另外壓縮機運行過程中存在的共軛傳熱、流固耦合等問題，均對CFD求解器在求解設置和收斂性上有較高要求。
壓縮機的運行是一個動態過程，因此在模擬時多采用非穩態的仿真計算，但由于較小的時間步長和比較大的求解區域，會導致計算時間長、計算量大等問題；同時想要得到動態的溫度和壓力分布，后處理也會較為復雜。
ANSYS Forte在容積式壓縮機仿真中的優勢
傳統的ANSYS CFX 或 ANSYS Fluent對容積式壓縮機的仿真均采用動網格來處理，即在每一個時間步長下網格的節點位置更新一次。ANSYS Forte在求解時采用3D瞬態可壓縮的流動，網格自動生成且不需要提前生成網格，可用于計算往復式活塞壓縮機、螺桿式壓縮機和渦旋式壓縮機等多種壓縮機形式。
在仿真過程當中，Forte可以自動檢測面與面之間小的間隙并進行網格加密處理，同時采用經驗間隙模型（Empirical gap model）來補償間隙中分辨率差的網格。當研究間隙大小對壓縮機的性能影響時，我們不需重新建立不同間隙大小的幾何模型，來對比不同尺寸下的間隙流動特征，而直接通過基于泊肅葉流動剪切應力的經驗間隙模型來得到間隙內的流動特征，從而解決了間隙網格質量差帶來的問題，同時不影響計算速度以及精度。
ANSYS Forte推薦采用Ensight對計算結果進行后處理，瞬態計算過程中，計算結果可直接立刻動態傳輸給Ensight進行分析，從而得到詳細的溫度以及壓力場信息等，同時還可以查看任意位置的網格特征。
展開 
ANSYS Forte對容積式壓縮機的仿真優勢及應用
容積式壓縮機內部涉及到可壓縮的高流速動與多相流，由于相間作用復雜、界面捕捉困難、氣液比高等問題，通過仿真解決壓縮機內部的多相流問題存在較大困難，另外壓縮機運行過程中存在的共軛傳熱、流固耦合等問題，均對CFD求解器在求解設置和收斂性上有較高要求。
壓縮機的運行是一個動態過程，因此在模擬時多采用非穩態的仿真計算，但由于較小的時間步長和比較大的求解區域，會導致計算時間長、計算量大等問題；同時想要得到動態的溫度和壓力分布，后處理也會較為復雜。
ANSYS Forte在容積式壓縮機仿真中的優勢
傳統的ANSYS CFX 或 ANSYS Fluent對容積式壓縮機的仿真均采用動網格來處理，即在每一個時間步長下網格的節點位置更新一次。ANSYS Forte在求解時采用3D瞬態可壓縮的流動，網格自動生成且不需要提前生成網格，可用于計算往復式活塞壓縮機、螺桿式壓縮機和渦旋式壓縮機等多種壓縮機形式。
在仿真過程當中，Forte可以自動檢測面與面之間小的間隙并進行網格加密處理，同時采用經驗間隙模型（Empirical gap model）來補償間隙中分辨率差的網格。當研究間隙大小對壓縮機的性能影響時，我們不需重新建立不同間隙大小的幾何模型，來對比不同尺寸下的間隙流動特征，而直接通過基于泊肅葉流動剪切應力的經驗間隙模型來得到間隙內的流動特征，從而解決了間隙網格質量差帶來的問題，同時不影響計算速度以及精度。
ANSYS Forte推薦采用Ensight對計算結果進行后處理，瞬態計算過程中，計算結果可直接立刻動態傳輸給Ensight進行分析，從而得到詳細的溫度以及壓力場信息等，同時還可以查看任意位置的網格特征。
展開 ANSYS Forte對容積式壓縮機的仿真優勢及應用
容積式壓縮機內部涉及到可壓縮的高流速動與多相流，由于相間作用復雜、界面捕捉困難、氣液比高等問題，通過仿真解決壓縮機內部的多相流問題存在較大困難，另外壓縮機運行過程中存在的共軛傳熱、流固耦合等問題，均對CFD求解器在求解設置和收斂性上有較高要求。
壓縮機的運行是一個動態過程，因此在模擬時多采用非穩態的仿真計算，但由于較小的時間步長和比較大的求解區域，會導致計算時間長、計算量大等問題；同時想要得到動態的溫度和壓力分布，后處理也會較為復雜。
ANSYS Forte在容積式壓縮機仿真中的優勢
傳統的ANSYS CFX 或 ANSYS Fluent對容積式壓縮機的仿真均采用動網格來處理，即在每一個時間步長下網格的節點位置更新一次。ANSYS Forte在求解時采用3D瞬態可壓縮的流動，網格自動生成且不需要提前生成網格，可用于計算往復式活塞壓縮機、螺桿式壓縮機和渦旋式壓縮機等多種壓縮機形式。
在仿真過程當中，Forte可以自動檢測面與面之間小的間隙并進行網格加密處理，同時采用經驗間隙模型（Empirical gap model）來補償間隙中分辨率差的網格。當研究間隙大小對壓縮機的性能影響時，我們不需重新建立不同間隙大小的幾何模型，來對比不同尺寸下的間隙流動特征，而直接通過基于泊肅葉流動剪切應力的經驗間隙模型來得到間隙內的流動特征，從而解決了間隙網格質量差帶來的問題，同時不影響計算速度以及精度。
展開 仿真案例｜使用Ansys綜合設計提高曝氣壓縮機的效率
為了設計這些壓縮機的前一代，有經驗的設計師使用了經驗方法。該過程首先使用一維分析和工程直覺，獲得了具有合理效率水平的初始設計。其次建立了一個臺架模型，方便進行粗略的性能測試。葉輪機械設計人員審查了試驗結果，并對哪些設計變更可能帶來顯著的性能改進作出了有根據的猜測。這些設計人員能夠實現重大改進，但不能完全優化設計。全尺寸原型并不總是符合設計規格，這就需要昂貴的原型建造和物理測試的額外周期。
2 新型離心壓縮機
為了設計用于廢水處理行業的最新單級離心式壓縮機，大陸工業公司從設計過程開始就利用模擬來優化設計，然后再投入物理原型。
Continental Industrie選擇Ansys集成方法進行渦輪機設計有以下幾點原因：Ansys解決方案的易用性使其能夠在短時間內定義完整的工作流程和方法；Ansys參數化平臺讓團隊可以探索完整的設計空間，高精度確定最優解決方案，消除猜測工作；并且流動和結構工程團隊都使用相同的設計幾何結構工作，這使得將兩種模擬類型合并到優化中成為可能。
3 工程師運用Ansys Workbench輕松設計和優化壓縮機
4 工程師使用仿真模擬來實現新產品的設計目標
初步設計
Continental Industrie工程師使用Ansys Vista CCD工具（與Ansys BladeModeler軟件一起使用）根據輸入參數（如壓力比、質量流量、旋轉速度和其他幾何約束）對壓縮機進行初步設計或尺寸確定。他們手工評估了大約50個葉輪葉片，對不同參數的影響有知情理解。然后使用Ansys DesignXplorer對約200多個設計進行了設計評估，達到從一維角度充分優化變化。Vista CCD提供的非常短的運行時間使得我們可以在不到一分鐘的時間內評估每個設計。
展開 渦旋壓縮機動渦盤傾覆特性仿真分析
渦旋壓縮機動渦盤傾覆特性仿真分析
趙嫚，安雄雄
（蘭州理工大學石油化工學院，甘肅蘭州７３００５０）
［摘 要］：針對渦旋壓縮機動渦盤傾覆問題，在對其轉子系統運行規律及受力特性理論分析的基礎上，采用Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ與ＵＧ１２.０聯合建立了渦旋壓縮機整機模型，并使用ＡＤＡＭＳ對動渦盤在變齒高及運動副間隙下的傾角進行了仿真分析。仿真結果表明：定齒高下間隙與動渦盤傾覆呈正相關，且間隙值越大最大傾角波動范圍也越大，但均對應于傾覆力矩的峰值１８８.１～２７７.２°范圍內，相對穩定；定間隙值下齒高與動渦盤傾覆呈負相關，齒高對壓縮機起動加速階段動渦盤的振動有影響，但對其加速時間幾乎沒有影響。研究結果為渦旋壓縮機的結構優化設計及動渦盤傾覆特性下切向泄漏問題的研究提供重要理論支撐。
［關鍵詞］：渦旋壓縮機；動渦盤；傾覆特性；動力學仿真
中圖分類號：ＴＨ４５ 文獻標志碼：Ａ
文章編號：１００６－２９７１（２０２２）０１－０００１－０５
１ 引言
渦旋式壓縮機自問世以來就以其高效率、低噪聲、結構緊湊等優點在小型制冷、機械、食品、醫藥、石化、動力工程等領域被廣泛應用。隨著渦旋壓縮機技術的一直成熟，數碼渦旋壓縮機技術在許多商用多聯機領域也有了很大的發展［１］。
動渦盤是渦旋壓縮機轉子部分最重要的部件之一，在渦旋壓縮機運行過程中，由于動渦盤上的驅動力與其上的徑向氣體力和切向氣體力的合力不在同一平面內，從而引起動渦盤在軸向方向上受力不平衡，造成動渦盤傾覆，從而造成磨損加劇和泄漏增大［２］。
展開 渦旋壓縮機動渦盤傾覆特性仿真分析
渦旋壓縮機動渦盤傾覆特性仿真分析
趙嫚，安雄雄
（蘭州理工大學石油化工學院，甘肅蘭州７３００５０）
［摘 要］：針對渦旋壓縮機動渦盤傾覆問題，在對其轉子系統運行規律及受力特性理論分析的基礎上，采用Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ與ＵＧ１２.０聯合建立了渦旋壓縮機整機模型，并使用ＡＤＡＭＳ對動渦盤在變齒高及運動副間隙下的傾角進行了仿真分析。仿真結果表明：定齒高下間隙與動渦盤傾覆呈正相關，且間隙值越大最大傾角波動范圍也越大，但均對應于傾覆力矩的峰值１８８.１～２７７.２°范圍內，相對穩定；定間隙值下齒高與動渦盤傾覆呈負相關，齒高對壓縮機起動加速階段動渦盤的振動有影響，但對其加速時間幾乎沒有影響。研究結果為渦旋壓縮機的結構優化設計及動渦盤傾覆特性下切向泄漏問題的研究提供重要理論支撐。
［關鍵詞］：渦旋壓縮機；動渦盤；傾覆特性；動力學仿真
中圖分類號：ＴＨ４５ 文獻標志碼：Ａ
文章編號：１００６－２９７１（２０２２）０１－０００１－０５
１ 引言
渦旋式壓縮機自問世以來就以其高效率、低噪聲、結構緊湊等優點在小型制冷、機械、食品、醫藥、石化、動力工程等領域被廣泛應用。隨著渦旋壓縮機技術的一直成熟，數碼渦旋壓縮機技術在許多商用多聯機領域也有了很大的發展［１］。
動渦盤是渦旋壓縮機轉子部分最重要的部件之一，在渦旋壓縮機運行過程中，由于動渦盤上的驅動力與其上的徑向氣體力和切向氣體力的合力不在同一平面內，從而引起動渦盤在軸向方向上受力不平衡，造成動渦盤傾覆，從而造成磨損加劇和泄漏增大［２］。
展開 ANSYS Workbench 中鋼管的壓縮變形分析 ￥20
本實例主要講解了在ANSYS Workbench中如何采用非線性技術計算壓縮變形問題。本實例以一根空心鋼管為例施加一平板來壓扁鋼管，獲取相應的壓縮變形量和應力分布。
關于非線性分析，主要是材料的非線性和接觸非線性，本實例采用等向強化材料模型來模擬應力應變曲線。相應的設置接觸參數使之容易收斂。
1.材料，采用多線性來模擬，
2.將壓板設置為剛體，不參與變形
3.將所有模型取一般分析，設置對稱方式，
4.設置多步載荷，實現壓板的下移與上移
5.提取結果，查看應力或應變
該實例可以較好的在ANSYS Workbench中完成塑形的仿真，對于超過屈服強度的仿真有一定的指導意義
下面的ANSYS Workbench計算源文件包括設置方法和流程
展開 ANSYS workbench 易拉罐壓縮顯示動力學分析 ￥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
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習易拉罐的三維模型處理
2、學習易拉罐壓縮非線性接觸相關的接觸設置
3、學習易拉罐壓縮顯示動力學分析步的建立
4、學習易拉罐壓縮顯示動力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 易拉罐壓縮顯示動力學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
?
展開 
基于OptiStruct的活塞式壓縮機殼體VTF仿真分析及形貌優化
論文價值的評定意見：
家電產品技術領域的成本壓力促使壓縮機結構降成本成為近年來關注的一項重點工作，其中嘗試減薄壓縮機殼體厚度等是一條有潛力的結構降成本技術路徑，但是由此對于壓縮機振動噪聲性能帶來影響，因此，對于壓縮機殼體振動噪聲的分析評價及殼體結構形貌優化成為一項有挑戰性的技術工作內容。該論文以基于OptiStruct的壓縮機殼體VTF仿真分析及形貌優化為主題開展相關研究，論文對壓縮機殼體進行了VTF分析，基于OptiStruct對其壓縮機殼體結構的筋肋布局等進行了形貌優化，并得到最佳的加強筋的位置、形狀及尺寸，從而改善了壓縮機的振動噪聲性能。論文對于壓縮機課題結構設計優化及振動噪聲性能提升有已經借鑒意義。
展開 手把手教你做小型除濕機的設計和壓縮機仿真分析！！
做小型家用除濕機的仿真，本質就是做制冷系統的仿真模擬。一般除濕機具有自己的國標工況（27℃/60%相對濕度），測試出來的除濕量就是銘牌數據了。
一、原理：
先了解下除濕機的原理：
上圖為一體式除濕機的示意圖，濕空氣先經過蒸發器盤管，降溫、除濕，析出來的水通過排水管排走；低溫空氣從蒸發器出來以后，進入到冷凝器盤管后升溫，從除濕機出來的就是干空氣了。我們從原理上可以，如果該一體式除濕機在密閉式空間，隨著時間的推進，房間內的空氣溫度會逐漸升高的，這是由于制冷系統內的制熱量會大于制冷量所決定的。
二、設計要點
小型家用除濕機裝置基本是按照家用空調去做設計的，其制冷系統可以參考以下的思路進行設計和模擬仿真：
制冷劑：通常采用R410A比較多。
壓縮機：與家用空調壓縮機基本相同，采用轉子式壓縮機，品牌主要可以采用海立轉子式壓縮機；可以根據樣本資料，輸入排量進行壓縮機的仿真。
冷凝器：采用翅片管式換熱器，Vapcyc軟件可以導入Coildesigner的換熱器模型進行仿真計算；
節流結構：目前小型家用除濕機采用毛細管和電子膨脹閥比較偏多。
蒸發器：采用翅片管式換熱器，Vapcyc軟件可以導入Coildesigner的換熱器模型進行仿真計算；需要注意的是，Vapcyc導入蒸發器模型的時候，需要考慮蒸發器的潛熱負荷，可以選用如下帶潛熱負荷的蒸發器模型：
管道模型：
一體式的除濕機管道都比較偏短，一般的仿真模型中我們可以不考慮管道的影響，如果是需要做系統的優化，建議考慮增加吸氣、排氣、液管的管道模型。
展開 基于workbench的PTFE矩形密封圈壓縮回彈仿真分析
研究內容：
PTFE密封圈盡管容易蠕變和老化，但由于其自身良好的化學穩定性以及耐高低溫性能，廣泛應用于各大行業的密封場合，圖1顯示了密封圈壓縮-卸載過程中的密封特性。與橡膠等超彈性材料不同，PTFE密封圈在壓縮過程會產生塑性變形，卸載后不能完全恢復到初始狀態。B 點是壓縮階段 A-B-C 中達到密封介質壓力所需接觸應力的最小值，C點處矩形圈達到最佳密封性能。在卸載階段 C-D-E中，點D是密封失效所需接觸應力的閾值。在仿真中認為，當密封面上的最大接觸應力低于密封的介質壓力時，密封就會失效。同時，當介質壓力迫使密封面分離時，被壓縮的矩形圈必須發生回彈來補償由分離引起的應力損失，保證密封面間的接觸應力始終高于密封的介質壓力，這要求矩形圈在初始壓縮下必須具有足夠的回彈量。等效應力（Von-Mises 應力）可以用來評價材料是否發生屈服，此外，等效應力越大的區域，密封圈產生裂紋或永久變形的風險就越大，
圖1.密封圈壓縮-回彈過程中的密封特性
數值模擬：
考慮到密封結構和受力的對稱性，可以將其簡化為圖中的二維軸對稱模型進行仿真分析。當密封件沒有溝槽限制時，可使用圖2左的模型進行仿真分析，當密封圈放置在溝槽時，采用圖2右的模型仿真進行分析。
圖2.有限元模型
密封圈的材料為PTFE，在壓縮過程中存在塑性變形，采用雙線性等向硬化模型來表征材料的力學性能。
圖3.材料本構模型
共設置兩對接觸：（1）蓋板與密封圈之間的接觸；（2）溝槽與密封圈之間的接觸。密封圈表面為接觸面，蓋板及溝槽的表面設置為目標面，接觸類型設置為摩擦接觸，摩擦系數取0.1，接觸行為設置為非對稱，接觸算法選擇增廣拉格朗日，開啟大變形，因在計算過程中伴隨著材料和結構的非線性，將牛頓-拉普森選項設置為非線性。
展開 Moldex3D仿真分析之壓縮成型快速生產復雜的復合材料部件
為什么使用壓縮成型模擬?
壓縮成型為塑料在高溫高壓的條件下被擠壓進預熱的膜腔中直到固化的成型過程。其制程可用于大量生產且達到低成本的制模，適用于具有復雜外觀、高強度或抗高沖擊性的產品。
壓縮成型能夠快速生產復雜的復合材料部件，Moldex3D支持許多不連續的且常用于壓縮成型的FRP材料，包含熱塑性材料GMT、LFT-G、LFT-D；也支持熱固性材料，例如SMC、BMC材料。
模擬挑戰
? 適合的材料數量
? 預測所需的鎖模力以確保達到正確的形狀
? 提供適當的成型參數以確保壓縮成型的質量
? 材料壓入模腔后的模具設計
? 偵測潛在的溢料問題
? 達到量產品質量一致
Moldex3D 解決方案
? 模擬單一填料或多個預填料設計的流動制程
? 可視化壓力分布、體縮率、殘留應力等分布情形
? 預測潛在的成型缺陷，如溢料或毛邊的產生
? 優化壓縮速度、壓縮力或模溫等成型條件
? 支援纖維排向與金線偏移分析
? 支持并行計算，加速完成模擬過程
單一預填料設計 兩對稱預填料設計
? 為了更準確地預測壓縮成型過程中的大變形，Moldex3D支持LS-Dyna（R15.0及更新版本）。 此整合解決方案允許用戶無縫地導入由LS-Dyna在初始壓縮變形過程中所計算的初始溫度，且用于Moldex3D的壓縮成型分析。 主要特點是
o 支持LS-Dyna材料卡以EFG方法考慮大變形
o 支持導入LS-Dyna所計算的初始溫度
o 可自定義初次預充填的纖維排向
產業應用
? 汽車
? 電子
? 消費性產品
Moldex3D建議產品
? Moldex3D Advanced Package
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