ansys重力計(jì)算的案例
考慮壩體-庫水相互作用的重力壩模態(tài)分析--對比分析ANSYS和ABAQUS重力壩流固耦合模態(tài)結(jié)果
混凝土重力壩材料參數(shù)如下
彈性模量E=30GPa，泊松比v=0.167，密度rou=2450kg/m3
在ANSYS中，混凝土壩壩體采用平面Plane42單元，庫水采用Fluid29單元來進(jìn)行模態(tài)計(jì)算。
多相流計(jì)算：重力驅(qū)動流
本案例利用Fluent中的VOF模型仿真計(jì)算重力驅(qū)動下的氣液兩相流動。案例模型來自于STAR CCM+案例文檔。
計(jì)算結(jié)果如下圖所示。
1
案例網(wǎng)格
案例如下圖所示。左側(cè)水相在重力驅(qū)動下向右側(cè)流動。計(jì)算網(wǎng)格如下圖所示。
2
Fluent設(shè)置
2.1 導(dǎo)入網(wǎng)格
以2D、Double Precision模式啟動Fluent
利用菜單File → Read → Mesh...導(dǎo)入網(wǎng)格文件
2.2 General設(shè)置
雙擊模型樹節(jié)點(diǎn)General，右側(cè)面板設(shè)置激活選項(xiàng)Transient
激活選項(xiàng)Gravity，設(shè)置重力加速度為Y方向-9.81 m/s2
點(diǎn)擊按鈕Scale...，打開網(wǎng)格縮放對話框，激活選項(xiàng)Specify Scaling Factors，設(shè)置縮放因子為1000，點(diǎn)擊按鈕Scale縮放網(wǎng)格
2.3 Models設(shè)置
右鍵選擇模型樹節(jié)點(diǎn)Models > Viscous，點(diǎn)擊彈出菜單項(xiàng)Model → Realizable k-epsilon激活湍流模型
雙擊模型樹節(jié)點(diǎn)Models > Multiphase，彈出對話框中激活Volume of Fluid，激活選項(xiàng)Implicit Body Force，其他參數(shù)如下圖所示進(jìn)行設(shè)置
2.4 Materials設(shè)置
從材料庫中添加材料water-liquid，采用默認(rèn)材料參數(shù)
添加完畢后模型樹節(jié)點(diǎn)如下圖所示。
2.5 設(shè)置相
設(shè)置水為主相，空氣為第二相。
展開 PAM-STAMP重力計(jì)算要注意網(wǎng)格法向
進(jìn)行重力運(yùn)算時(shí)，如果基本的設(shè)置沒有問題，而計(jì)算結(jié)果很差甚至異常，此時(shí)要檢查工具網(wǎng)格和板材網(wǎng)格的法向,確保網(wǎng)格法向的一致性；如下如所示： 基本設(shè)置沒有問題，但是結(jié)果很差；
結(jié)果完全不能接受；
檢查發(fā)現(xiàn)方向后：發(fā)現(xiàn)法線方向不一致；齊整后再次計(jì)算；
很快就計(jì)算完畢，結(jié)果正常；
在超算平臺上進(jìn)行重力荷載動力松弛分析，計(jì)算時(shí)間遠(yuǎn)超過設(shè)定時(shí)間？ ￥50
在超算平臺上新提交了一個(gè)設(shè)置了重力荷載動力松弛分析算例（單位系統(tǒng)：ton，mm，s）。整個(gè)模型預(yù)估的計(jì)算時(shí)間為256h53min。但是模型在計(jì)算了5day3h12min，計(jì)算到預(yù)估計(jì)算時(shí)間還剩125h3min中時(shí)，重力荷載動力松弛分析部分還沒有結(jié)束。接下來分析一下原因。
abaqus計(jì)算受重力作用下的土體表面重應(yīng)力為什么不是零
abaqus計(jì)算受重力作用下的土體表面重應(yīng)力為什么不是零呢，這個(gè)是下面的個(gè)人一些想法，可以供小白參考。
舉一個(gè)最簡單例子，假設(shè)土體大小10X10X10米，材料密度2000kg/m3.彈性模量100Mpa，泊松比0.3，摩擦角30度，粘聚力30Kpa，只受重力作用，重力加速度取10。單元尺寸大小分別取0.5、1、2、5m。
計(jì)算地表豎向應(yīng)力分別為0.5X104pa、1X104pa、2X104pa、5X104pa，可以看出，單元尺寸越小，地表單元的應(yīng)力就越小，結(jié)果偏于更準(zhǔn)確。這是因?yàn)?em>重力是作用在每個(gè)單元的重心位置，該模型標(biāo)準(zhǔn)矩形，單元也規(guī)整，第一層每個(gè)單元的標(biāo)高是單元網(wǎng)格尺寸的一半，第一層重心位置的應(yīng)力就是密度X重力加速度X該層單元格重心深度，再通過有限元原理轉(zhuǎn)化到每個(gè)單元的節(jié)點(diǎn)上，可想而知，要想地表網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)尺寸為0，必須是單元網(wǎng)格大小足夠小，接近于0，這就是為什么abaqus模擬巖土工程不準(zhǔn)確的地方，不可能做到足夠小，一般巖土工程的模型都是比較大的（幾十米幾百米幾千米），模型越大網(wǎng)格尺寸會劃分的很大，精確度也越低。更多案例可以關(guān)注抖音abaquser。
展開 Ansys Workbench中，注意重力加速度和加速度的方向
WB中，重力加速度和加速度的方向需要注意：
總結(jié)起來就是：
如果是施加加速度，那就與運(yùn)動的方向相反；
如果是施加重力加速度，那就與重力的方向相同。
舉例：
如下圖，施加加速度方向向上，然后看到相應(yīng)的應(yīng)力云圖。
基于ANSYS桁架式起重機(jī)在重力作用下的位移和變形
本文基于ANSYS仿真軟件，模擬了其在自身重力作用下的等效位移和變形。
一、有限元模型
起重機(jī)大多采用型鋼通過焊接方式連接在一起，因此采用ANSYS的梁單元beam
188建立有限元模型。Beam188是一個(gè)二節(jié)點(diǎn)三維梁單元，具有扭切變形，單元的模型理論是Timoshenko理論，每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有6個(gè)自由度。beam單元是在使用的過程需要建立實(shí)常數(shù)，即梁截面的橫截面等相關(guān)參數(shù)。由于在實(shí)際過程中不同部位的梁使用不同的橫截面，因此需要定義不同的實(shí)常數(shù)。建立L型型鋼的相關(guān)APDL代碼為：SECTYPE,2,BEAM,L,,0&SECOFFSET,CENT&
SECDATA,0.14,0.14,0.014,0.014,0,0,0,0,0,0,0,0模型的建立過程中由于節(jié)點(diǎn)和單元大量重復(fù)，因此模型在建立過程中使用了大量的循環(huán)語句。即*DO與*ENDDO語句。建立完成后的有限元模型如圖1所示。
圖1 有限元模型
二、載荷的施加
圖2有限元載荷模型
起重機(jī)在安裝的時(shí)候，底部固定在地面上。因此，在模型載荷的施加過程中，底面的節(jié)點(diǎn)全部固定。在給起重機(jī)加重力作用時(shí)，ANSYS施加的是重力加速度。重力加速度與重力的作用相反。相關(guān)的APDL代碼為acel,,9.8,,。載荷的施加效果如圖2所示。
三、結(jié)果的分析
圖3 桁架式起重機(jī)的等效變形圖
圖4 桁架式起重機(jī)的等效位移
圖3和圖4所示為起重機(jī)的等效變形圖和等效應(yīng)力圖。由結(jié)果可知，起重機(jī)的等效變形圖與實(shí)際情況相符合。
展開 智能計(jì)算時(shí)代的電子仿真--Ansys AEDT、Ansys Lumerical與智能計(jì)算相結(jié)合【6月11直播】
AI的大熱也使電子仿真進(jìn)入了智能計(jì)算時(shí)代，這一時(shí)代，計(jì)算不再局限于傳統(tǒng)的數(shù)值運(yùn)算，而是具備感知、學(xué)習(xí)、推理和決策能力，推動各領(lǐng)域向智能化、自動化、精準(zhǔn)化方向變革。
Ansys一系列電子仿真軟件也順應(yīng)時(shí)代與智能化計(jì)算相結(jié)合，AEDT和Lumerical分析工具可進(jìn)行高頻、低頻、電子散熱、光電等領(lǐng)域的仿真分析；Lumerical等產(chǎn)品可以結(jié)合智能化計(jì)算進(jìn)行光子學(xué)的優(yōu)化和逆向設(shè)計(jì)。
6月11日，Ansys推出網(wǎng)絡(luò)研討會『智能計(jì)算時(shí)代的Ansys仿真軟件-微電子應(yīng)用』，了解智能計(jì)算時(shí)代的電子仿真，下方預(yù)約了解學(xué)習(xí)??
時(shí)間：6月11日（星期三），16：00-17：00
內(nèi)容簡介：Ansys 的軟件家族中的AEDT和Lumerical分析工具，可以進(jìn)行高頻、低頻、電子散熱、光電等領(lǐng)域的仿真分析，具有廣泛的用途和廣大的用戶。Ansys AEDT產(chǎn)品可以結(jié)合智能化計(jì)算方法，高效率的評估微電子器件的PI/SI等特征。AEDT產(chǎn)品也可以結(jié)合智能化計(jì)算方法，進(jìn)行高精度電學(xué)物性、熱學(xué)物性和力學(xué)物性的高精度計(jì)算。Lumerical等產(chǎn)品可以結(jié)合智能化計(jì)算進(jìn)行光子學(xué)的優(yōu)化和逆向設(shè)計(jì)。本次講座將從PI/SI，高精度物性以及光子學(xué)等方面向用戶介紹Ansys產(chǎn)品與智能化計(jì)算的結(jié)合。
講師：
張國軍 | 中潤漢泰資深Ansys產(chǎn)品工程師
資深Ansys產(chǎn)品工程師，智能化計(jì)算工程師，北京理工大學(xué)碩士。在經(jīng)典仿真與智能化計(jì)算方面有較多經(jīng)驗(yàn)積累，參與眾多汽車、國防項(xiàng)目的仿真咨詢和深度開發(fā)。
展開 MatlabGUI界面調(diào)用Ansys計(jì)算并輸出計(jì)算結(jié)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(shù)據(jù)，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(shù)把字符串轉(zhuǎn)換成數(shù)值，如果沒有輸入值時(shí)，使用缺省值。
將兩個(gè)txt合并成test3.mac作為APDL語言開始的參數(shù)定義，生成test3.mac之后再使用system函數(shù)調(diào)用ANSYS的求解器，并讀取test3.mac進(jìn)行計(jì)算
在計(jì)算之前，是不能生成圖片的，這時(shí)需要設(shè)置只有點(diǎn)擊“開始重構(gòu)”按鈕之后，其他按鈕才可用。
點(diǎn)擊按鈕開始計(jì)算之后，會分別輸出兩個(gè)名為residualstress.jpg和deformation.jpg的圖片，對應(yīng)的語句為
/image,save,'E:\GUIRStest\residualstress',jpg
設(shè)置當(dāng)點(diǎn)擊“生成殘余應(yīng)力云圖”和“生成角變形云圖”時(shí)，會讀取圖片的路徑并使用imshow生成圖片。
至此，一個(gè)簡易的MatlabGUI界面調(diào)用ANSYS計(jì)算并輸出圖片就完成了。
展開 Ansys Speos | 新型計(jì)算方法：使用 GPU 提升計(jì)算速率
前言
Speos 在2022R2版本中正式推出 GPU 計(jì)算功能，相比于 CPU 計(jì)算，相同HPC32配置，高性能顯卡在仿真計(jì)算中將會更顯計(jì)算優(yōu)勢，在仿真數(shù)據(jù)量大、材料屬性復(fù)雜、光源種類多的條件下，Speos 視覺模擬會消耗更多仿真計(jì)算時(shí)間。當(dāng)模擬參數(shù)設(shè)置偏差，或者視野選擇不準(zhǔn)確，重新模擬耗費(fèi)的時(shí)間會很長，GPU 同樣提供實(shí)時(shí)預(yù)覽 preview 功能，快速檢查視覺模擬對參數(shù)設(shè)置和視野選擇的準(zhǔn)確性，通過 GPU 持續(xù)渲染，得到從低精度到高精度的實(shí)時(shí)模擬效果，一旦發(fā)現(xiàn)模擬出現(xiàn)問題可以隨時(shí)停止，修改參數(shù)后再重新模擬，提高了模擬效率，新版本發(fā)布中，GPU preview 同樣可以保存實(shí)時(shí)渲染結(jié)果為XMP。
GPU計(jì)算能力
1 - 打開任意仿真，建立視覺模擬模型，與常規(guī)的亮度模擬相同，在 speos 中建立光源（包括環(huán)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(xiàng)，會顯示32HPC運(yùn)算。顯卡性能越高在計(jì)算中越能體現(xiàn)計(jì)算速度。
3 - 點(diǎn)擊inverse/direct simulation，在tools中選擇GPU計(jì)算。
4 - GPU計(jì)算性能說明，同樣對于108光線數(shù)，相同光線數(shù)GPU A6000的計(jì)算速度相當(dāng)于CPU 600核左右，而仿真結(jié)果相同。
5 - GPU計(jì)算同樣支持Speos core的計(jì)算。
展開 Ansys Zemax | 公差的標(biāo)準(zhǔn)怎么計(jì)算的，如何確認(rèn)計(jì)算細(xì)節(jié)?
這篇文章將整理幾個(gè)常用的確認(rèn)細(xì)節(jié)的方法，不同的情境有不同的方法，共有以下主題：
當(dāng)我們說 “計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)” 時(shí)，Zemax OpticStudio做了什么
簡介標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)種類
說明衍射MTF平均/子午/弧矢.的計(jì)算方式
使用 “SAVE” 公差操作數(shù)紀(jì)錄靈敏度靈敏度計(jì)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(zhí)行
如何列出所有蒙特卡羅蒙特卡羅檔案的隨機(jī)數(shù)參數(shù)
當(dāng)我們說 “計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)” 時(shí)，OpticStudio做了什么
以下的敘述主要關(guān)乎標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算，不管我們是做靈敏度分析或是蒙特卡羅分析，都適用。
標(biāo)準(zhǔn)
首先我們要花一點(diǎn)時(shí)間說明標(biāo)準(zhǔn)本身，才說明優(yōu)化等其他動作。在公差分析時(shí)，我們所做的事情，就是重復(fù)擾動指定參數(shù) (例如組件偏心、傾斜)，并計(jì)算在該條件下的 “標(biāo)準(zhǔn)” 是多少，并與原始設(shè)計(jì)或規(guī)格相比分析。
這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可以是易懂的物理參數(shù)，例如某個(gè)視場 (Field)、某個(gè)波長下的光斑半徑或子午 MTF。也可以是多個(gè)相似的參數(shù)用某種方式平均，例如子午 MTF與弧矢 MTF的平均，或是多個(gè)視場下的MTF平均 (通常是RMS)。甚至標(biāo)準(zhǔn)可以是經(jīng)由復(fù)雜計(jì)算而來，不具實(shí)際物理意義。OpticStudio中有許多內(nèi)建的標(biāo)準(zhǔn)，也提供完整的自定義功能讓用戶設(shè)計(jì)自定義標(biāo)準(zhǔn)。 (請參考本文章下面的 “簡介標(biāo)準(zhǔn)種類” )
視場
另一個(gè)公差分析中常被混淆的觀念是視場 (Field)。當(dāng)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，如果視場字段選用Y-對稱或XY-對稱，事實(shí)上OpticStudio并非讀取使用者的Field設(shè)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(gè)視場，若是XY-對稱，則包含XY方向共有9個(gè)視場。
展開 
ANSYS AQWA計(jì)算案例 | 海洋平臺波浪載荷的計(jì)算和傳遞
ANSYS系列產(chǎn)品主要專注于工程結(jié)構(gòu)的CAE仿真分析，通過仿真模擬來掌握海洋平臺等工程結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性。采用ANSYS仿真，可以在設(shè)計(jì)階段就把設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)降低，并充分掌握海洋平臺在各種惡劣載荷條件下的響應(yīng)和工作狀態(tài)。
2
分析方法
波浪運(yùn)動是一個(gè)隨機(jī)過程，而通常結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度計(jì)算校核需要得到確定的結(jié)果，所以需要采取一定的分析方法對波浪載荷進(jìn)行處理。目前規(guī)范中的使用方法主要是設(shè)計(jì)波方法。設(shè)計(jì)波通常是簡化的規(guī)則波，可以采用水動力軟件直接計(jì)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(jié)構(gòu)的網(wǎng)格模型和強(qiáng)度校核模塊的網(wǎng)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(wǎng)格的匹配。
3
波浪載荷計(jì)算與傳遞
一般來說，海洋平臺在海面上受到的與波浪相關(guān)的載荷包括靜水壓力、動水壓力和運(yùn)動產(chǎn)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(yùn)動的慣性載荷需要采用水動力軟件計(jì)算。采用ANSYS AQWQ可以方便的計(jì)算出波浪的動水壓力以及海洋平臺運(yùn)動產(chǎn)生的慣性載荷。
在ANSYS系列軟件中，要將AQWA計(jì)算的波浪載荷傳遞給Mechanical進(jìn)行進(jìn)一步的強(qiáng)度校核，可以采用兩種方法：
（1） 通過ANSYS AQWA-WAVE計(jì)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(yīng)譜計(jì)算-小白案例 ￥10
Ansys Workbench應(yīng)譜計(jì)算-小白案例
假設(shè)分析一個(gè)簡單的鋼結(jié)構(gòu)框架在地震作用下的響應(yīng)。案例參數(shù)如下：
結(jié)構(gòu)類型：鋼結(jié)構(gòu)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(yīng)譜數(shù)據(jù)：
反應(yīng)譜為地震加速度反應(yīng)譜，單位為 gg（重力加速度）。
反應(yīng)譜數(shù)據(jù)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(chuàng)建項(xiàng)目
打開ANSYS Workbench。新建一個(gè)項(xiàng)目，拖入一個(gè) Modal 分析系統(tǒng)和一個(gè) Response Spectrum 分析系統(tǒng)。將 Response Spectrum 系統(tǒng)的“Setup”單元格拖放到 Modal 系統(tǒng)的“Solution”單元格上，建立連接。
2. 幾何模型
右擊 Modal 系統(tǒng)中的“Geometry”單元格，選擇“New DesignModeler Geometry”創(chuàng)建幾何模型。進(jìn)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 ANSYS Mechanical多工況計(jì)算結(jié)果組合 附Ansys多工況組合的方法下載
ANSYS Mechanical可以非常方便的對不同工況計(jì)算結(jié)果進(jìn)行組合（如比例放縮、加減等），用到的工具為Solution Combination，具體方法如下。
若同一個(gè)分析模塊中，將不同工況設(shè)置為不同載荷步進(jìn)行計(jì)算，則可通過以下完成：
1，在分析設(shè)置analysis setting中設(shè)置載荷步；
2，選擇model，菜單欄會出現(xiàn)solution combination選項(xiàng)，點(diǎn)擊該選項(xiàng)；
3，選中樹形欄中的solution combination，在右側(cè)表中選擇相應(yīng)載荷步進(jìn)行組合，即可完成結(jié)果疊加。
若分析的模型在不同的分析模塊中，如下所示，方法與在一個(gè)模塊中類似；
選擇solution combination后，在右側(cè)表分析模塊選擇相應(yīng)的模塊以及該模塊對應(yīng)的載荷步，完成不同模塊計(jì)算結(jié)果的疊加。
下載地址：Ansys多工況組合的方法
展開 ansys之——計(jì)算結(jié)果重新導(dǎo)入ansys進(jìn)行后處理
號)，僅施加初應(yīng)力計(jì)算，則結(jié)果是應(yīng)力基本為零(這是必然的)，位移是向上的。顯然是觀察不到應(yīng)力的，則要想將計(jì)算后的應(yīng)力用ansys處理是達(dá)不到目的的。
3. 如果將xbl2.txt中問題A處的!號去掉，即修改了邊界條件，這時(shí)計(jì)算能夠得到相同的應(yīng)力(與xbl1.txt比較)，也可以觀察結(jié)果了，但位移又與xbl1.txt計(jì)算的不符合，這個(gè)問題怎樣處理呢？
