ansys內部計算的案例
有限元理論基礎及Abaqus內部實現方式研究系列27： Abaqus內部計算和顯示的應變
（原創，轉載請注明出處）
==概述==
本系列文章研究成熟的有限元理論基礎及在商用有限元軟件的實現方式，通過
（1） 基礎理論
（2） 商軟操作
（3） 自編程序
三者結合的方式將復雜繁瑣的結構有限元理論通過簡單直觀的方式展現出來，同時深層次的學習有限元理論和商業軟件的內部實現原理。
有限元的理論發展了幾十年已經相當成熟，商用有限元軟件同樣也是采用這些成熟的有限元理論，只是在實際應用過程中，商用CAE軟件在傳統的理論基礎上會做相應的修正以解決工程中遇到的不同問題，且各家軟件的修正方法都不一樣，每個主流商用軟件手冊中都會注明各個單元的理論采用了哪種理論公式，但都只是提一下用什么方法修正，很多沒有具體的實現公式。商用軟件對外就是一個黑盒子，除了開發人員，使用人員只能在黑盒子外猜測內部實現方式。
一方面我們查閱各個主流商用軟件的理論手冊并通過進行大量的資料查閱猜測內部修正方法，另一方面我們自己編程實現結構有限元求解器，通過自研求解器和商軟的結果比較來驗證我們的猜測，如同管中窺豹一般來研究的修正方法，從而猜測商用有限元軟件的內部計算方法。我們關注CAE中的結構有限元，所以主要選擇了商用結構有限元軟件中文檔相對較完備的Abaqus來研究內部實現方式，同時對某些問題也會涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問題在數學上其實并不嚴謹，同時由于水平有限可能有許多的理論錯誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機會。
展開 CRUISE_功能介紹以及內部計算方式
【3】CRUISE_功能介紹以及內部計算方式.pdf
『下載』這是我們老師上課的ansys講義。很經典了。 ansys內部培訓，也有。是初學者必須的了。
很好的東西了。。。
ANSYS 內部函數
1. distnd( i,j) — I,j 兩點的距離
2. node(x,y,z) — 提取距離位置(x,y,z)最近的節點號
3. kp(x,y,z) — 提取距離位置(x,y,z)最近的關鍵點號
4.基本函數
ABS(x)
Absolute value of x.
SIGN(x,y)
Absolute value of x with sign of y. y=0 results in positive
sign.
EXP(x)
Exponential of x (ex).
LOG(x)
Natural log of x (ln (x)).
LOG10(x)
Common log of x (log10(x)).
SQRT(x)
Square root of x.
NINT(x)
Nearest integer to x.
MOD(x,y)
Remainder of x/y. y=0 returns zero (0).
RAND(x,y)
Random number (uniform distribution) in the range x to y (x = lower
bound, y = upper bound).
GDIS(x,y)
Random sample of a Gaussian (normal) distribution with mean x and
standard deviation y.
SIN(x), COS(x),
TAN(x)
Sine,
Cosine, and Tangent of x. x is in radians by default, but can be
changed to degrees with *AFUN
展開 
基于ANSYS Workbench 仿真分析液壓閥塊內部油路極限壁厚
根據材料的四種強度理論特性可以得到，第一和第二強度理論適用于脆性材料，第三和第四強度理論適用于塑性材料[3]，且液壓閥塊在使用過程中始終受到多方向的壓應力作用，所以在有限元分析當中，使用第四強度理論進行計算，其 Von Mises 等效應力公式為[4]：
當液壓閥塊的材料為 45# 鋼時，其材料屬性如表1 所示。
由表 1 可知，45# 鋼的屈服強度為 355 MPa，延展率為 16%。
當液壓閥塊的材料為 6061 鋁件時，其材料屬性如表 2 所示。
由表 2 可知，6061 鋁件的屈服強度為 55.2 MPa，延展率為 25%。
在 ANSYS Workbench 中使用 Mesh 模塊對研究對象進行網格劃分時，需要考慮的問題有很多，但總的來說是：對于結構簡單的模型可以直接采用對應網格劃分方法；對于結構較復雜的模型，則應根據問題的需要選擇合適的網格劃分方法[5]。網格化的三維模型如圖 4 所示。
1.3 邊界條件與約束載荷的設置
為了簡化計算并確保分析結果的準確性，應把液壓閥塊從整個液壓系統中分離出來進行有限元分析計算。在添加約束和載荷時，應根據實際受約束和受力狀態合理選擇約束類型和載荷類型[6]。在液壓系統實際使用過程中，液壓閥塊一般從底部或側面用螺栓固定在結構件上，然后通過硬管或膠管與其他液壓元器件相連，液壓閥塊內部流經高壓液壓油，以實現設計的功能。
所以此次仿真，我們對液壓閥塊底面添加一個固定支撐，然后對 4 個內部封閉腔施加 42 MPa 的極限壓力。求解后最終觀察液壓閥塊主封閉腔與另外 3 個封閉腔的最小壁厚間隙分別為 3 mm、5 mm 和 7 mm時所受的應力與應變的情況。
展開 【年終系列實例EX7】單相射流泵內部流場數值模擬計算
單相射流泵內部流場數值模擬計算
1 實例說明
如圖1所示的射流泵，包括動力入口、吸入口與出口。已知泵動力入口速度1.66m/s，吸入口速度0.49m/s，出口壓力0.042MPa，研究其內部流場分布及泵效率。
圖1射流泵計算模型
2 計算網格
在workbench中構建計算流程，采用ICEM CFD進行網格劃分。計算流程如圖2所示。
圖2計算流程
網格劃分過程這里不詳細描述，建議使用ICEM CFD劃分全六面體網格。這里僅為演示，因此劃分四面體網格。劃分后的計算網格如圖3所示。
圖3生成計算網格
3 計算設置
FLUENT中的設置包括以下內容，下面以圖形顯示各重要設置選項。
圖4采用壓力基求解
圖5采用Realizable K-E湍流模型
圖6添加工作介質為water-liquid
圖7設置計算域中介質為water-liquid
圖8設置動力入口邊界條件為速度入口，設置速度1.66m/s
圖9設置吸入口速度0.49m/s
圖10設置出口邊界壓力0.042MPa
圖11壓力速度耦合采用Coupled算法
圖12初始化求解
圖13設置迭代500步
4 計算結果分析
4.1 各種物理量查看
圖 14速度云圖
圖 15壓力云圖
4.2 效率計算
定義射流泵效率計算方式：
式中，q3為吸入口流量，P2為出口壓力，P3為吸入口壓力， q1為動力液入口流量，P1為動力入口壓力。
圖 16質量流量統計
查看各邊界質量流量，如圖16可知，q1=3.24kg/s，q2=4.46kg/s，q3=1.227kg/s。
展開 ANSYS-Fluent在兩級永磁螺桿空壓機內部流道設計中的應用
既然兩級空壓機的性能更加突出，那么對兩級之間的流道設計也是整個兩級空壓機設計的重要一環，如何設計出更加優秀的內部流道呢？我們可以從理論分析與有限元仿真相結合的方法對其進行設計優化。
圖1 流道截面圖
首先利用流體力學相關知識對其流道初步設計，圖1是公司的某款兩級壓縮的內部流道的截面三維圖。內部流道氣流是否順暢、渦流是否存在、局部壓力損失大小、如何進一步優化，這些問題只靠樣機試制去解決是很困難的，而且試制成本也會增加。而利用有限元分析軟件對初始模型進行分析，就能找到解決問題的辦法。
以上圖2為流道中心截面風速分布圖
借助有限元仿真軟件ANSYS-Flunet對其流道模型進行分析，根據實際工況進行參數設置，最終得到流道內部靜壓分布及流速分布。圖2為流道中心截面靜壓分布與氣流分布圖，從圖中可以看出，流道內部靜壓分布較為均勻，下方與中部氣流順暢，沒有壓力突變，而在截面上方存在壓力突變處，結合流速分布發現上方存在渦流，此處局部壓力損失最大，需要改進結構減小渦流大小，進一步減少能量損失。
圖3 流道內部速度流線分布圖
圖3整個流道速度流線分布圖，進一步反映出流道內部氣流分布情況，與截面分布圖相似，圖中上方存在渦流，存在能量損失。下方與中部氣流順暢能很好的從一級排氣口進入二級進氣口。經過對流道內部流場分析我們找到此結構存在的問題，進一步指導設計，優化模型進而得到最優的設計參數，做出性能更優、能效果更好的產品。
展開 下載 同濟大學土木系ANSYS培訓內部教材
同濟大學土木系ANSYS培訓內部教材
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ESA_ebook.part2.rar
ESA_ebook.part3.rar
ESA_ebook.part4.rar
智能計算時代的電子仿真--Ansys AEDT、Ansys Lumerical與智能計算相結合【6月11直播】
AI的大熱也使電子仿真進入了智能計算時代，這一時代，計算不再局限于傳統的數值運算，而是具備感知、學習、推理和決策能力，推動各領域向智能化、自動化、精準化方向變革。
Ansys一系列電子仿真軟件也順應時代與智能化計算相結合，AEDT和Lumerical分析工具可進行高頻、低頻、電子散熱、光電等領域的仿真分析；Lumerical等產品可以結合智能化計算進行光子學的優化和逆向設計。
6月11日，Ansys推出網絡研討會『智能計算時代的Ansys仿真軟件-微電子應用』，了解智能計算時代的電子仿真，下方預約了解學習??
時間：6月11日（星期三），16：00-17：00
內容簡介：Ansys 的軟件家族中的AEDT和Lumerical分析工具，可以進行高頻、低頻、電子散熱、光電等領域的仿真分析，具有廣泛的用途和廣大的用戶。Ansys AEDT產品可以結合智能化計算方法，高效率的評估微電子器件的PI/SI等特征。AEDT產品也可以結合智能化計算方法，進行高精度電學物性、熱學物性和力學物性的高精度計算。Lumerical等產品可以結合智能化計算進行光子學的優化和逆向設計。本次講座將從PI/SI，高精度物性以及光子學等方面向用戶介紹Ansys產品與智能化計算的結合。
講師：
張國軍 | 中潤漢泰資深Ansys產品工程師
資深Ansys產品工程師，智能化計算工程師，北京理工大學碩士。在經典仿真與智能化計算方面有較多經驗積累，參與眾多汽車、國防項目的仿真咨詢和深度開發。
展開 MatlabGUI界面調用Ansys計算并輸出計算結果
.*'},'File Selector'); strh = [Pnameh,Fnameh];
pathname = Pnameh;
set(handles.text1,'String',strh);
[temp1,temp2] = xlsread(strh);
set(handles.uitable1,'Data',temp1);
% Update handles structure
guidata(hObject, handles);
為了讀取圖示方框中的數據，并用到ANSYS的APDL文件中，需要字符串的讀取和合并，首先需要使用str2num函數把字符串轉換成數值，如果沒有輸入值時，使用缺省值。
將兩個txt合并成test3.mac作為APDL語言開始的參數定義，生成test3.mac之后再使用system函數調用ANSYS的求解器，并讀取test3.mac進行計算
在計算之前，是不能生成圖片的，這時需要設置只有點擊“開始重構”按鈕之后，其他按鈕才可用。
點擊按鈕開始計算之后，會分別輸出兩個名為residualstress.jpg和deformation.jpg的圖片，對應的語句為
/image,save,'E:\GUIRStest\residualstress',jpg
設置當點擊“生成殘余應力云圖”和“生成角變形云圖”時，會讀取圖片的路徑并使用imshow生成圖片。
至此，一個簡易的MatlabGUI界面調用ANSYS計算并輸出圖片就完成了。
展開 陡波試驗尋找合成絕緣子內部缺陷有效性的檢驗----ANSYS—Emag
KEY WORDS: steep-front impulse voltage test; composite
insulators; defects
摘要為了檢驗陡波試驗對于發現合成絕緣子內部故障的
有效性分別模擬絕緣子內部不同部位有導電性半導電
性通道小氣泡長氣泡和芯棒與護套間不粘連故障的絕緣
子并分別在故障絕緣子和正常絕緣子上施加不同陡度的
陡電壓波同時用有限元分析軟件計算絕緣子的電場分布
以確定絕緣子在陡波試驗中是否會擊穿計算結果與實驗
結果相一致研究結果表明陡波試驗在檢驗合成絕緣子內
絕緣嚴重故障方面很有效,但對一些小的故障不易檢出
關鍵詞陡波試驗合成絕緣子缺陷
1 引言
目前我國的輸電系統中有60多萬支高壓合成
絕緣子運行其中包括許多采用膠合及灌膠工藝
生產的早期產品這些絕緣子在長期運行后可
能形成如端頭處密封破壞護套與芯棒界面出現
縫隙等缺陷并陸續導致內絕緣擊穿事故對電
網的安全運行造成威脅為此一些電力局采取
了對運行中的絕緣子定期進行抽檢的預防性措
施其中一項重要的檢驗項目就是陡波沖擊試驗
合成絕緣子的陡波沖擊試驗是按照IEC1109-
1992 標準的規定對絕緣子分段施加陡度不小于
1000 kV/ s的沖擊電壓每段長度不大于500 mm
試驗是利用外絕緣在陡波下具有很高干閃電壓的
特性使被試絕緣子的內絕緣也同時承受到較高
的電壓使缺陷處放電從而被發現
為了評價陡波沖擊試驗發現合成絕緣子內絕
緣故障的有效性制作了一批模擬內絕緣故障的
絕緣子試件并對這些故障絕緣子以及正常的絕
緣子在施加陡波沖擊試驗電壓下的電場強度分布
進行精確計算將故障處的場強值與材料的擊穿
場強進行對比以確定是否會在試驗中發生擊穿
現象估計的結果與試驗結果十分接近此項研
究使我們對陡波試驗的內涵有了更深入的了解
研究結果對修改現行標準也有重要的參考價值
2 故障模型及試驗結果
合成絕緣子中最危險的內絕緣故障是沿軸向
展開 
Ansys Speos | 新型計算方法：使用 GPU 提升計算速率
前言
Speos 在2022R2版本中正式推出 GPU 計算功能，相比于 CPU 計算，相同HPC32配置，高性能顯卡在仿真計算中將會更顯計算優勢，在仿真數據量大、材料屬性復雜、光源種類多的條件下，Speos 視覺模擬會消耗更多仿真計算時間。當模擬參數設置偏差，或者視野選擇不準確，重新模擬耗費的時間會很長，GPU 同樣提供實時預覽 preview 功能，快速檢查視覺模擬對參數設置和視野選擇的準確性，通過 GPU 持續渲染，得到從低精度到高精度的實時模擬效果，一旦發現模擬出現問題可以隨時停止，修改參數后再重新模擬，提高了模擬效率，新版本發布中，GPU preview 同樣可以保存實時渲染結果為XMP。
GPU計算能力
1 - 打開任意仿真，建立視覺模擬模型，與常規的亮度模擬相同，在 speos 中建立光源（包括環境光），探測器，零件材料，逆向模擬。
2 - 在file-speos option中，勾選顯卡選項，會顯示32HPC運算。顯卡性能越高在計算中越能體現計算速度。
3 - 點擊inverse/direct simulation，在tools中選擇GPU計算。
4 - GPU計算性能說明，同樣對于108光線數，相同光線數GPU A6000的計算速度相當于CPU 600核左右，而仿真結果相同。
5 - GPU計算同樣支持Speos core的計算。
展開 Ansys Zemax | 公差的標準怎么計算的，如何確認計算細節?
這篇文章將整理幾個常用的確認細節的方法，不同的情境有不同的方法，共有以下主題：
當我們說 “計算標準標準” 時，Zemax OpticStudio做了什么
簡介標準標準種類
說明衍射MTF平均/子午/弧矢.的計算方式
使用 “SAVE” 公差操作數紀錄靈敏度靈敏度計算過程
利用蒙特卡羅蒙特卡羅存檔了解公差擾動如何被執行
如何列出所有蒙特卡羅蒙特卡羅檔案的隨機數參數
當我們說 “計算標準” 時，OpticStudio做了什么
以下的敘述主要關乎標準的計算，不管我們是做靈敏度分析或是蒙特卡羅分析，都適用。
標準
首先我們要花一點時間說明標準本身，才說明優化等其他動作。在公差分析時，我們所做的事情，就是重復擾動指定參數 (例如組件偏心、傾斜)，并計算在該條件下的 “標準” 是多少，并與原始設計或規格相比分析。
這個標準可以是易懂的物理參數，例如某個視場 (Field)、某個波長下的光斑半徑或子午 MTF。也可以是多個相似的參數用某種方式平均，例如子午 MTF與弧矢 MTF的平均，或是多個視場下的MTF平均 (通常是RMS)。甚至標準可以是經由復雜計算而來，不具實際物理意義。OpticStudio中有許多內建的標準，也提供完整的自定義功能讓用戶設計自定義標準。 (請參考本文章下面的 “簡介標準種類” )
視場
另一個公差分析中常被混淆的觀念是視場 (Field)。當計算標準時，如果視場字段選用Y-對稱或XY-對稱，事實上OpticStudio并非讀取使用者的Field設定。而是先找出最大視場，然后乘以-1.0、-0.7、0.0、+0.7以及+1.0。若是Y-對稱，則共有Y方向的5個視場，若是XY-對稱，則包含XY方向共有9個視場。
展開 ANSYS AQWA計算案例 | 海洋平臺波浪載荷的計算和傳遞
ANSYS系列產品主要專注于工程結構的CAE仿真分析，通過仿真模擬來掌握海洋平臺等工程結構的安全性、可靠性。采用ANSYS仿真，可以在設計階段就把設計風險降低，并充分掌握海洋平臺在各種惡劣載荷條件下的響應和工作狀態。
2
分析方法
波浪運動是一個隨機過程，而通常結構物強度計算校核需要得到確定的結果，所以需要采取一定的分析方法對波浪載荷進行處理。目前規范中的使用方法主要是設計波方法。設計波通常是簡化的規則波，可以采用水動力軟件直接計算波浪對平臺的載荷。
波浪載荷的傳遞，并不僅僅是載荷的施加，還需要考慮水動力結構的網格模型和強度校核模塊的網格模型的差異，包括單元類型的差異、單元位置和形狀的差異。在載荷傳遞的過程中，需要考慮網格的匹配。
3
波浪載荷計算與傳遞
一般來說，海洋平臺在海面上受到的與波浪相關的載荷包括靜水壓力、動水壓力和運動產生的慣性載荷。其中，靜水壓力可以在ANSYS Mechanical中直接施加，但是動水壓力和運動的慣性載荷需要采用水動力軟件計算。采用ANSYS AQWQ可以方便的計算出波浪的動水壓力以及海洋平臺運動產生的慣性載荷。
在ANSYS系列軟件中，要將AQWA計算的波浪載荷傳遞給Mechanical進行進一步的強度校核，可以采用兩種方法：
（1） 通過ANSYS AQWA-WAVE計算加載的APDL命令傳遞；
（2）通過中間格式文件采用OC系列命令傳遞。
文章來源：安世亞太
展開 Ansys Workbench應譜計算-小白案例 ￥10
Ansys Workbench應譜計算-小白案例
假設分析一個簡單的鋼結構框架在地震作用下的響應。案例參數如下：
結構類型：鋼結構框架
材料屬性：
彈性模量 E=2.1×1011?PaE=2.1×1011Pa
泊松比 ν=0.3ν=0.3
密度 ρ=7850?kg/m3ρ=7850kg/m3
幾何尺寸：
框架高度：3 m
框架寬度：4 m
梁和柱的截面：矩形截面，寬度 0.1 m，高度 0.2 m
反應譜數據：
反應譜為地震加速度反應譜，單位為 gg（重力加速度）。
反應譜數據如下：
周期 (秒) 加速度 (g)
0.1 0.5
0.5 1.0
1.0 0.8
2.0 0.4
步驟如下：
1. 創建項目
打開ANSYS Workbench。新建一個項目，拖入一個 Modal 分析系統和一個 Response Spectrum 分析系統。將 Response Spectrum 系統的“Setup”單元格拖放到 Modal 系統的“Solution”單元格上，建立連接。
2. 幾何模型
右擊 Modal 系統中的“Geometry”單元格，選擇“New DesignModeler Geometry”創建幾何模型。進入 DesignModeler 后，首先檢查單位：Units（單位）：在界面頂部選擇合適的單位（如 mm、m、inch）。如果單位不對，可在 Tools → Options → Units 里更改。
1）選擇繪圖平面：
在 Tree Outline 里展開 XYPlane / YZPlane / XZPlane。
展開 