ansys瞬態場計算
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys瞬態場計算的視頻教程
Ansys Maxwell 場計算器Fields Calculator視頻教程
Ansys Maxwell 場計算器Fields Calculator視頻教程，并講解相關Fields Calculator求解案例。
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ansys瞬態場計算的實例教程
變形邊界的設置
計算及結果分析
1）選擇時間步長
齒輪泵流場計算為瞬態計算，時間步長是一個很重要的參數，在選擇時間步長時遵循的一個基本原則是一定要保證能夠解析時間相關的特征，同時要確保求解的穩定性。
對于一般問題，可以采用庫朗數來評估一個初始時間步長，即一個時間步內流體通過單元的數量，一般取值范圍為1-10，再結合求解的穩定性進行調整。
2）計算結果分析
截面壓力場分布：
圖 14. 壓力變化
從壓力分布可以看到泵內油壓建立和釋放的過程，月牙板兩側壓力從進油口到出油口逐漸增大。由于輪齒進入嚙合時，內部流體相互擠壓，最大壓力出現在齒輪嚙合處；最小壓力出現在吸油腔，是由于脫離嚙合時吸油腔體積增大形成了局部真空。
出口瞬時流量變化
圖 15. 流量脈動曲線
可以看到，由于結構本身特點，齒輪泵的流量呈現周期性的脈動變化。
泵的容積效率是泵的實際流量除以泵的理論流量，表示的是泵抵抗泄漏的能力。采用圖16所示的排量定義，可以采用SpaceClaim軟件測得該齒輪泵的理論幾何排量為173.1mm/r，理論流量為1.1519e-3kg/s，實際計算流量約為9e-4kg/s，因此該工況下容積效率約為78.125%，由于在數值計算時出于模型設置的考慮，人為增大了嚙合間隙，因此仿真計算得到的容積效率比實際值偏低。
圖 16. 幾何排量測量
文章來源：安世亞太
展開 基于Ansys WB耦合場瞬態模塊的熱-力耦合分析
1、引言
熱-力耦合分析根據其耦合的方式一般分為順序耦合和完全耦合；順序耦合是單向的，如已知溫度計算結構體的變形、應力、應變等；而完全耦合是雙向的，如剎車盤制動過程，盤片與摩擦片的摩擦生熱，熱又導致盤片變形，變形的盤片進一步影響盤片和摩擦片的接觸關系，又進一步的影響摩擦生熱，即力→熱→力→......熱力雙向耦合。
隨著Workbench軟件的更新，再2020以后的版本中加入了耦合場分析模塊，無論是順序耦合和完全耦合，均不需要插入命令流，大大簡化了分析流程。本文采用耦合場瞬態模塊進行完全熱-力耦合分析。
圖1 WB耦合場模塊
2、三維模型搭建與網格劃分
利用solidworks對剎車盤進行三維模型的搭建，摩擦片距剎車盤預定距離為1mm，如圖2所示，導入Hypermesh中進行幾何清理（將小孔、窄邊等進行優化）和網格劃分，如圖3所示，值得注意的是WB對.inp格式（Abaqus）的網格兼容性較好，因此Hypermesh導出網格類型為Abaqus的.inp文件。在這里不再過多的介紹前處理部分，主要針對耦合場的搭建與分析。
圖2剎車盤三維模型
圖3 剎車盤網格劃分
3、耦合場分析搭建
從外部導入.inp網格文件，搭建分析流程，如圖4所示。
圖4 分析流程搭建
3.1 材料定義
材料屬性的定義，參考論文[1]所給出的參數，如下表所示。
對于熱力耦合分析，比熱容、線膨脹系數、熱傳導系數是三個必要的熱力學參數。
展開 ANSYS模型的MOR步驟：
Model Order Reduction using Ansys & Matlab.rar
(1): 在ANSYS里建模，mesh,以及加載 （不必求解）。
(2): 用HBMAT命令輸出system matrice文件(Example.mac里有對應的code).
(3): 在Matlab里讀入system matrice文件進行MOR(code在MOR_ODE.m里).
(4): 在Matlab里用ODE solver求解并project solution back 得到原模型上的解。
限制： 模型必需是linear system response model.
ansys.dat 中包含了用ANSYS得到的MX和MN點的溫度變化曲線， 用來和MOR結果做比較。
下圖顯示了用matlab/MOR求解ANSYS模型結果和直接用ANSYS simulation的結果的比較，可以看出結果完全一樣，求解速度提高400倍！
展開 在較短的研發周期內，對復雜的電子產品進行設計，將ANSYS Workbench運用到產品研發中，不失為一種高效的方法。
在快節奏的消費電子產品市場上，企業面臨著壓力，要求縮短研發周期，提高產品的可靠性，快速上架并熱賣。在增加產品復雜性的同時，研發周期大大縮短，一個行之有效的方法就是引入CAE仿真軟件。
引入分析工具，設計工程師能夠生成物理模型的虛擬結構，基于產品所處于的真實物理環境，對其進行CAE分析計算。引入分析工具可以使產品的復雜性得以提前驗證，同時也縮短設計周期。這比傳統上試錯原型的方法要快得多。
當前，很多機構已經對各類工程學科采用了模擬過程。傳統上，工程師分別使用流體、熱、結構或電子分析工具來設計產品的特定方面。然而不同物理場的隔離、斷開，工程師們無法考慮到產品所有的設計可能會對其他學科或整個系統造成的影響。
ANSYS軟件的功能使工程師能夠深入了解特定的多物理現象以及它們之間的相互關系。電力工程師可以考慮到由于導體的焦耳加熱造成的材料電阻率的變化，可以在CAE軟件中看到電路板內的電壓損失、熱流分布。
通過ANSYS Workbench，可以將結構、熱、流體和電磁場解算器結合在一起以實現真正的多物理模擬，可以在這些解算器之間自動共享幾何圖元，以考慮場與場之間的耦合影響。
使用共享幾何圖形，ANSYS Workbench平臺可以建立不同的物理場，專家可以為他們的特定學科進行單一物理模擬，在Workbench下拖動場與場之間的數據鏈，可以實現對多個物理場之間的系統級耦合分析。這種協作設計模式意味著所有的專業都可以在模擬的初始階段進行處理，而不是在昂貴的原型制造階段或最終生產階段再進行測試實驗。
展開 在較短的研發周期內，對復雜的電子產品進行設計，將ANSYS Workbench運用到產品研發中，不失為一種高效的方法。
在快節奏的消費電子產品市場上，企業面臨著壓力，要求縮短研發周期，提高產品的可靠性，快速上架并熱賣。在增加產品復雜性的同時，研發周期大大縮短，一個行之有效的方法就是引入CAE仿真軟件。
引入分析工具，設計工程師能夠生成物理模型的虛擬結構，基于產品所處于的真實物理環境，對其進行CAE分析計算。引入分析工具可以使產品的復雜性得以提前驗證，同時也縮短設計周期。這比傳統上試錯原型的方法要快得多。
當前，很多機構已經對各類工程學科采用了模擬過程。傳統上，工程師分別使用流體、熱、結構或電子分析工具來設計產品的特定方面。然而不同物理場的隔離、斷開，工程師們無法考慮到產品所有的設計可能會對其他學科或整個系統造成的影響。
ANSYS軟件的功能使工程師能夠深入了解特定的多物理現象以及它們之間的相互關系。電力工程師可以考慮到由于導體的焦耳加熱造成的材料電阻率的變化，可以在CAE軟件中看到電路板內的電壓損失、熱流分布。
通過ANSYS Workbench，可以將結構、熱、流體和電磁場解算器結合在一起以實現真正的多物理模擬，可以在這些解算器之間自動共享幾何圖元，以考慮場與場之間的耦合影響。
使用共享幾何圖形，ANSYS Workbench平臺可以建立不同的物理場，專家可以為他們的特定學科進行單一物理模擬，在Workbench下拖動場與場之間的數據鏈，可以實現對多個物理場之間的系統級耦合分析。這種協作設計模式意味著所有的專業都可以在模擬的初始階段進行處理，而不是在昂貴的原型制造階段或最終生產階段再進行測試實驗。
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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。
基于Ansys WB耦合場瞬態模塊的熱-力耦合分析
1、引言
熱-力耦合分析根據其耦合的方式一般分為順序耦合和完全耦合；順序耦合是單向的，如已知溫度計算結構體的變形、應力、應變等；而完全耦合是雙向的，如剎車盤制動過程，盤片與摩擦片的摩擦生熱，熱又導致盤片變形，變形的盤片進一步影響盤片和摩擦片的接觸關系，又進一步的影響摩擦生熱，即力→熱→力→......熱力雙向耦合
在較短的研發周期內，對復雜的電子產品進行設計，將ANSYS Workbench運用到產品研發中，不失為一種高效的方法。
在快節奏的消費電子產品市場上，企業面臨著壓力，要求縮短研發周期，提高產品的可靠性，快速上架并熱賣。在增加產品復雜性的同時，研發周期大大縮短，一個行之有效的方法就是引入CAE仿真軟件。
引入分析工具，設計工程師能夠生成物理模型的虛擬結構
Discovery Live可以順利計算內外流場，但設置旋轉壁面后就無法計算了，這是什么原因呢？顯卡8G，GPU也僅占用了30%，（這就很難受了，只能計算設定好進出口的流場，而通過旋轉機械產生的流場就計算不了，那設計旋轉壁面干嘛的？無法進行旋轉機械流場仿真嗎？）
一、專題目標：
通過培訓，使學員能夠掌握利用AN
SYS系列模塊構建流固熱多物理場耦合仿真流程；能夠對工程中的多物理場現象獨立建模、仿真并進行數據分析。
二、工程案例：10個工程案例
三、典型問題：多物理場仿真流程構建。
四、知識點：流固熱多物理場數據傳遞方式；流固熱仿真流程；仿真軟件參數設置及注意事項。
在較短的研發周期內，對復雜的電子產品進行設計，將ANSYS Workbench運用到產品研發中，不失為一種高效的方法。
在快節奏的消費電子產品市場上，企業面臨著壓力，要求縮短研發周期，提高產品的可靠性，快速上架并熱賣。在增加產品復雜性的同時，研發周期大大縮短，一個行之有效的方法就是引入CAE仿真軟件。
引入分析工具，設計工程師能夠生成物理模型的虛擬結構，基于產品所處于的真實物理環境
最近在做一些Fast simulation的工作，用到了Model Order Reduction (MOR),覺得十分有用，在這里推薦給大家，并且附上ANSYS 和Matlab的source code.現在最流行的MOR主要基于Krylov subspace projection method, 基本原理如下：
假設原來的linear system model的node數是N (NxN的矩陣）,
