ansys氣動加熱的案例
Ansys學(xué)習(xí)之飛行器氣動加熱（1）
高速飛行器鼻錐
/天線罩面臨著強烈的氣動生熱環(huán)境，需要一種抗氧化
/燒蝕的耐高溫材料制備部件。碳化硅、硼化鋯以及硅硼碳氮（非透波體系）和氮化硅、氮化硼（透波體系）等先進(jìn)陶瓷材料可作為其備選材料。除了需要考慮外邊緣選材外，對部件的熱控制也是需要考慮的重要因素，因此需要對部件的熱
-力狀態(tài)進(jìn)行分析。計算流體力學(xué)
(CFD)是用于計算飛行器氣動加熱的重要工具，本文將初步介紹飛行器氣動加熱計算過程，后續(xù)可能將學(xué)習(xí)
/介紹流體
-固體耦合作用，為可能的工程設(shè)計提供參考。
本文首先簡
單介紹他國學(xué)者發(fā)表在《美陶》上的一篇文章，該文章是通過
CFD
計算了超高溫陶瓷
ZrB2-SiC
熱防護(hù)系統(tǒng)的熱
-
力設(shè)計。本文作為初步的學(xué)習(xí)嘗試，并不會直接完全復(fù)現(xiàn)其結(jié)果，主要是介紹思路。
本文所采用的計算軟件為
Ansys workbench，在
workbench中已經(jīng)集成了流體力學(xué)軟件
Fluent。接下來讓我們一起來學(xué)習(xí)一下基本操作。以下是我建立的一個三維模型，但是由于個人筆記本電腦算力不足，作為學(xué)習(xí)，我采用簡化的二維模型進(jìn)行了計算，計算結(jié)果如下圖所示。
（1）首先是建立模型，拖拽geometry模塊進(jìn)入操作界面即可建模，模型建立可以通過軟件自帶的Design model模塊，或者其他建模軟件，如solidworks等。主要原則是建立一個為大流場所包圍的固體模型，這里不詳細(xì)介紹。一般認(rèn)為所建立的流場尺寸大于固體模型尺寸的20倍，由于計算量的關(guān)系，本文所采用的模型較小。
（2）在建立模型后，將模型與Fluent模塊連接，即將模型導(dǎo)入fluent計算模塊，接下來點擊mesh，對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，需要注意的地方是在流體-固體壁面需要設(shè)置層流邊界層，具體設(shè)置和劃分結(jié)果如下圖所示。
展開 Ansys CFD在eVTOL領(lǐng)域的解決方案，涉及飛行車外氣動、旋翼、氣動噪聲和電池?zé)峁芾淼取?月19直播】
eVTOL在研發(fā)過程中有諸多難點和重點，Ansys CFD 在 eVTOL（電動垂直起降飛行器）領(lǐng)域提供了覆蓋氣動優(yōu)化、多物理場耦合、熱管理、噪音控制等全流程的仿真解決方案，助力工程師應(yīng)對復(fù)雜設(shè)計挑戰(zhàn)。
ZEVA ZERO曾利用 Ansys CFD 優(yōu)化氣動布局，使其在垂直起降時的噪音低于街道環(huán)境，同時滿足 GoFly 競賽中 40 海里續(xù)航和 100 mph 速度要求；Volvo EX90 電動車通過 GPU 加速 CFD 模擬，將空氣動力學(xué)優(yōu)化周期縮短，助力提升電動車?yán)m(xù)航里程。
6月19日，以『Ansys CFD在eVTOL領(lǐng)域的解決方案』為主題的Ansys官方研討會于線上開展，下滑預(yù)約??
時間：6月19日（星期四），16：00-17：00
內(nèi)容簡介：主要介紹Ansys CFD產(chǎn)品在電動垂直起降飛行器(eVTOL)產(chǎn)品研發(fā)過程中的解決方案；解決方案涵蓋飛行車外氣動、旋翼、氣動噪聲和電池?zé)峁芾淼确矫娴姆抡娼鉀Q方法和相關(guān)案例。
講師：
姚翔 | Ansys高級應(yīng)用工程師
北京航空航天大學(xué)能源學(xué)院葉輪機(jī)械工學(xué)碩士。長期從事旋轉(zhuǎn)機(jī)械相關(guān)的設(shè)計、仿真工作，現(xiàn)任Ansys旋轉(zhuǎn)機(jī)械方向應(yīng)用工程師，對Ansys旋轉(zhuǎn)機(jī)械產(chǎn)品體系有著豐富經(jīng)驗。
形式：線上
費用：免費
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- -THE END- -
技術(shù)鄰簡介：
技術(shù)鄰專注于工科技術(shù)社區(qū)，從最早的CAE技術(shù)社區(qū)（中國CAE聯(lián)盟）發(fā)展而來，在CAE領(lǐng)域有20年的教學(xué)和咨詢服務(wù)經(jīng)驗。
展開 ansys workbench太陽能加熱鋁鍋熱固耦合 ￥19.89
<p>在本研究中，我們基于ANSYS Workbench平臺開展了太陽能加熱鋁鍋的熱-結(jié)構(gòu)耦合（熱固耦合）數(shù)值模擬分析，旨在揭示鋁鍋在太陽輻射加熱過程中的溫度場演化規(guī)律及其對結(jié)構(gòu)應(yīng)力與變形的影響。太陽能作為一種綠色可再生能源，其加熱過程伴隨著顯著的溫度梯度，尤其在鍋體壁厚不均或存在邊界散熱的情況下，更容易引發(fā)熱應(yīng)力集中和局部形變。為了準(zhǔn)確模擬實際工況，模型考慮了太陽輻射強度、對流換熱邊界條件及材料熱物性參數(shù)的溫度依賴性，通過熱分析模塊計算溫度分布，再將溫度場傳遞至結(jié)構(gòu)模塊進(jìn)行應(yīng)力與變形分析，實現(xiàn)溫度場與結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間的耦合。</p><p>分析結(jié)果表明，鋁鍋在太陽能加熱過程中鍋底與側(cè)壁區(qū)域存在明顯的溫差，最大溫度集中在直接受光照區(qū)域；而結(jié)構(gòu)響應(yīng)方面，鍋體邊緣和連接區(qū)域產(chǎn)生了較大熱應(yīng)力，可能成為未來失效的潛在風(fēng)險點。隨著加熱時間的增長，整體熱變形逐步增加，體現(xiàn)出鋁材料在熱環(huán)境下的良好導(dǎo)熱性與一定程度的熱膨脹響應(yīng)。本研究為太陽能炊具的熱設(shè)計與結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了理論依據(jù)和仿真手段，有助于提升其使用壽命和安全性能，也為后續(xù)開展多物理場耦合分析奠定基礎(chǔ)。</p><p>1 材料參數(shù)</p><p>（1）結(jié)構(gòu)鋼</p><p>其密度、彈性模量、泊松比、比熱容、熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)如下圖所示。
展開 ANSYS系列高級培訓(xùn)（上海）：ANSYS Fluent高速氣動分析 10月17日~18日
ANSYS Fluent高速氣動分析高級培訓(xùn)
【2017年10月17-10月18號】
課程介紹：
高速氣動分析主要研究高速飛行器在各種飛行條件下，流場中氣體的速度、壓力和密度等變量的變化規(guī)律，飛行器所受的升力和阻力等空氣動力及其變化規(guī)律。高速飛行器外流場研發(fā)過程中常涉及到高馬赫數(shù)、強激波、轉(zhuǎn)捩、邊界層分離、氣動熱、噪聲、外彈道、氣動彈性、流-固-熱耦合等方面的工程問題。
隨著CAE仿真技術(shù)的日趨成熟，企業(yè)完全可以將這種先進(jìn)的研發(fā)手段與傳統(tǒng)的試驗和設(shè)計經(jīng)驗相結(jié)合，全面擁抱完整的虛擬原型設(shè)計，從而提升研發(fā)設(shè)計能力，有效指導(dǎo)新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計，節(jié)省產(chǎn)品開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期，從而大幅度提高企業(yè)的市場競爭力。
ANSYS Fluent作為流體分析的黃金工具，在業(yè)界一直廣受推崇。Fluent提供了先進(jìn)的算法、豐富的湍流模型，可以精確的分析各類高速飛行器氣動問題。
本次培訓(xùn)針對高速飛行器氣動分析的方法和手段進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，為提升相關(guān)科技工作者的相關(guān)技術(shù)水平，普及ANSYS軟件高級功能。因此，ANSYS公司特開辦“ANSYS Fluent高速氣動分析高級培訓(xùn)”。
培訓(xùn)合格者發(fā)放ANSYS技術(shù)培訓(xùn)認(rèn)證證書。
展開 
干貨 | ANSYS Fluent氣動噪聲仿真模型解析
氣動噪聲是由于氣流流過固體表面引起的氣流壓力擾動產(chǎn)生，它起因于氣體內(nèi)部的脈動質(zhì)量源（單極子噪聲源）、作用力的空間梯度（偶極子噪聲源）和應(yīng)力張量的變化（四極子噪聲源）。氣動噪聲問題在各種高速機(jī)械中均有產(chǎn)生，比如高鐵、飛機(jī)、汽車以及旋轉(zhuǎn)機(jī)械等領(lǐng)域（見圖1）。
圖1 氣動噪聲的應(yīng)用領(lǐng)域
ANSYS Fluent提供了三種解決氣動噪聲的方法，分別是直接計算法（CAA）、聲比擬法（FW-H方程）、寬頻法（Boardband Model）（見圖2）。由于聲波方程可認(rèn)為是三維可壓縮N-S湍流方程的變形形式，所以求解N-S方程可以描述聲波產(chǎn)生和傳播現(xiàn)象。
但流動和聲學(xué)變量尺度跨度很大，所以CAA方法對于精度要求和硬件要求都很高，在實際工程問題中不可行。而更多采用的是將波動方程和流動方程解耦的聲比擬法和寬頻方法。具體理論方程可參考ANSY。
圖2 ANSYS Fluent中氣動聲學(xué)模型
以軸流風(fēng)機(jī)為例，對其氣動噪聲進(jìn)行仿真。首先進(jìn)行穩(wěn)態(tài)流場計算，可采用多參考系（MRF），為后面的瞬態(tài)計算提供初始流場；其次，可采用滑移網(wǎng)格進(jìn)行瞬態(tài)計算，控制時間步長，且至少得到多個周期的變化方可結(jié)束；然后，開啟聲比擬模型，設(shè)置sources及receivers，進(jìn)行聲場仿真，并輸出相關(guān)參數(shù)變化曲線；最后，通過傅里葉變換（FFT）得到聲壓級頻譜曲線（見圖3）。
展開 5/25 Ansys高速外氣動新功能
時間
2022年5月25日（周三）16:00-17:00
費用
免費
講師簡介
張理想|Ansys
Ansys高級應(yīng)用工程師，西北工業(yè)大學(xué)流體力學(xué)碩士學(xué)位，長期從事 CFD工具應(yīng)用和飛行器外氣動方面的技術(shù)支持及工程咨詢項目，具有10年以上流體仿真經(jīng)驗，2016年加入Ansys，目前主要負(fù)責(zé)Ansys旗下Fluent、Fensap等產(chǎn)品的技術(shù)推廣、行業(yè)解決方案推廣等工作。
點擊報名：
https://v.ansys.com.cn/Live/OSxYJfDU?source=jishulink
展開 基于Ansys的汽車氣動噪聲數(shù)值仿真分析實例
隨著車輛性能的提高及高等級公路的建設(shè)，車輛的速度越來越快，車輛外流場的氣動噪聲以車速的6次方的數(shù)量增長。因而，當(dāng)車輛的其它噪聲得到有效的控制后，車輛的氣動噪聲就變得尤為重要了。70年代研究人員發(fā)現(xiàn)，車速為 70km/h的情況下，氣動噪聲的范圍為62~78dB；而在速度為110km/h的情況下，氣動噪聲的范圍達(dá)到80~90dB。新的研究表明，車速超過100km/h，氣動噪聲對車外噪聲的影響己超過了其它噪聲。
數(shù)值模擬方法可在新車設(shè)計初期的造型階段進(jìn)行氣動噪聲的預(yù)測，為選型及造型參數(shù)修改提供依據(jù)，從而可以較早地得到較理想的產(chǎn)品，避免產(chǎn)品缺陷。
湍流模型的選擇
氣動噪聲模擬可以選擇幾種不同的數(shù)值方法，大渦模擬可以得到精確的模擬效果，但要求生成的網(wǎng)格質(zhì)量好，計算比較耗時。在產(chǎn)品設(shè)計的初始階段，往往需要噪聲的大致分布情況，基于模型的噪聲源方法可以解決這一問題。
模型的湍流動能輸運方程：
湍流動能耗散率輸運方程：
式中：
Gk為平均速度梯度產(chǎn)生的湍流動能
Gb為浮力產(chǎn)生的湍流動能
β為熱膨脹系數(shù)
μt 為湍流粘度
σk，σt為k，ε的湍流普朗特常數(shù)。
根據(jù)經(jīng)驗，模擬中使用的常數(shù)分別取值為：Cμ=0.09，σk=1.0，σε=1.3，C1ε=1.44，C2ε=1.92，C3ε=1。
基于公司現(xiàn)在對氣動噪聲的要求，選擇模型是比較適宜的。
模型網(wǎng)格的劃分和計算域的建立
模型是在CATIA軟件上建立的，然后導(dǎo)入ICEMCFD軟件中進(jìn)行網(wǎng)格劃分。為了提高計算的效率，對模型的底部進(jìn)行了簡化處理。
根據(jù)經(jīng)驗，流場仿真計算所取的計算域到達(dá)一定的大小時，汽車的流場就不再受計算域大小的限制。
展開 6/9 Ansys Fluent Dynamic Adaption動態(tài)自適應(yīng)技術(shù)-外氣動
時間
2022年6月9日（周四）16:00-17:00
費用
免費
講師簡介
張理想|Ansys
Ansys高級應(yīng)用工程師，西北工業(yè)大學(xué)流體力學(xué)碩士學(xué)位，長期從事 CFD工具應(yīng)用和飛行器外氣動方面的技術(shù)支持及工程咨詢項目，具有10年以上流體仿真經(jīng)驗，2016年加入Ansys，目前主要負(fù)責(zé)Ansys 旗下FLUENT、Fensap等產(chǎn)品的技術(shù)推廣、行業(yè)解決方案推廣等工作。
點擊報名：https://v.ansys.com.cn/Live/XSM1myGi?source=jishulink
展開 Ansys CFD氣動噪聲解決方案【8月7日直播】
Ansys CFD 提供了多種氣動噪聲解決方案，主要基于 Fluent 軟件，通過不同的聲學(xué)模型和計算方法來實現(xiàn)，常見的有直接計算法、聲比擬法和寬頻法。
8月7日，Ansys官方策劃的研討會『Ansys CFD氣動噪聲解決方案』主要介紹Fluent在氣動噪聲方面的應(yīng)用、案例，包括基于瞬態(tài)的CFD氣動噪聲分析，基于穩(wěn)態(tài)的CFD氣動噪聲分析，聲品質(zhì)分析及氣動-振動噪聲耦合分析等，干貨滿滿，下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時間：8月7日（星期四），16：00-17：00
內(nèi)容簡介：主要介紹Fluent在氣動噪聲方面應(yīng)用及案例，包括基于瞬態(tài)CFD的氣動噪聲分析方法，基于穩(wěn)態(tài)的CFD氣動噪聲分析方法，聲品質(zhì)分析及氣動-振動噪聲耦合分析方法，以及Ansys加速氣動噪聲的解決方案。
講師：
胡日新 | Ansys高級應(yīng)用工程師
主要負(fù)責(zé)Fluent在氣動噪聲方向的技術(shù)支持，擁有多年氣動噪聲仿真項目經(jīng)驗和技術(shù)積累。擅長外氣動噪聲、旋轉(zhuǎn)機(jī)械等多類型氣動噪聲的數(shù)值模擬與分析及氣動-振動噪聲耦合分析與優(yōu)化。
形式：線上
費用：免費
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技術(shù)鄰簡介：
技術(shù)鄰專注于工科技術(shù)社區(qū)，從最早的CAE技術(shù)社區(qū)（中國CAE聯(lián)盟）發(fā)展而來，在CAE領(lǐng)域有20年的教學(xué)和咨詢服務(wù)經(jīng)驗。
仿真服務(wù)、Ansys 2025R1系列往期錄播免費領(lǐng)取，更多資料，掃碼添加技術(shù)鄰客服詳細(xì)咨詢~
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