利用ansys如何建模的案例
ANSYS網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)——利用ANSYS Fluent進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱建模
ANSYS Fluent中包含的不同子模型可用于進(jìn)行上述各類仿真。本網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)將簡(jiǎn)要介紹模型和最新程序。在研討會(huì)結(jié)束前，ANSYS專家還將一一解答您的提問。
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利用ANSYS Fluent進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱建模
利用ANSYS/CivilFEM的橋梁建模助手
利用ANSYS/CivilFEM的橋梁建模助手，快速參數(shù)化定義各種橋梁模型如梁式橋、拱橋、剛架橋、懸索橋、斜拉橋等，模擬橋梁預(yù)應(yīng)力鋼筋的松弛、混凝土的徐變、開裂、壓潰以及結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力（年溫差、日照溫差、混凝土水化熱）等因素對(duì)橋梁的影響，同時(shí)也可以方便地計(jì)算出箱梁的畸變應(yīng)力、剪力滯效應(yīng)以及橋梁構(gòu)件與支撐部位的接觸狀態(tài)；對(duì)于懸吊拉索結(jié)構(gòu)橋梁，由于上部結(jié)構(gòu)的柔軟性，用ANSYS/CivilFEM 可以很好地模擬風(fēng)力對(duì)橋梁的影響，如渦流激振、抖振、疾振和顫振；ANSYS 可以提供適合橋梁地震響應(yīng)分析的多點(diǎn)激勵(lì)譜分析；此外，可利用ANSYS 流固耦合分析功能進(jìn)行精確的風(fēng)振計(jì)算；
展開 如何利用邊界元方法進(jìn)行聲學(xué)建模
眾多從事聲學(xué)建模的工程師都期望著增加這項(xiàng)功能。我們希望你會(huì)喜歡“聲學(xué)模塊”的這項(xiàng)新增功能。
給初學(xué)者ansys入門教程---如何充分利用ansys自帶的help
學(xué)習(xí)ansys,假設(shè)說手里只有軟件,沒有任何的中文圖書(其實(shí)很多的中文圖書
就是完全的翻譯ansys自帶的HELP,而且有些翻譯的質(zhì)量實(shí)在是不敢恭維,這里僅說利用ansys自帶的HELP).那么我建議以下的這種學(xué)習(xí)方式,假設(shè)你已經(jīng)有了基本的有限元知識(shí).簡(jiǎn)易教程中用的是d版ansys9.0sp1.
1,養(yǎng)成良好的習(xí)慣,每一次的工作都建一個(gè)文件夾,并取一個(gè)文件名,
參看圖1.AVI。或者參看Basic Guide | Chapter 1. Getting Started with ANSYS | 1.2. Building a Model
2,首先完成help里面的tutorials,里面有結(jié)構(gòu)學(xué)的,電磁學(xué)的,
熱學(xué)的,還有流體學(xué)的等近十類指南,選擇其中的一種或者是兩種來做,比如說
你是做結(jié)構(gòu)學(xué)的,當(dāng)然就選擇結(jié)構(gòu)學(xué)的啦,一步步按著指導(dǎo)做下去,以此來熟悉anays的圖形操作(GUI).
學(xué)ansys還是要熟悉GUI操作的,每運(yùn)行一次GUI操作會(huì)在ansys的工作目錄里面生成一個(gè).LOG文件，適當(dāng)處理就會(huì)得到一個(gè)命令流文件，然后可以導(dǎo)入該命令流，就相當(dāng)于重復(fù)了上面的GUI操作（再加入適當(dāng)?shù)腁PDL控制語(yǔ)句，就可以以小做大，這是后話，這里先不提）。
3，看Basic Analysis Guide，建模，加負(fù)載，計(jì)算，通用后處理，時(shí)間后處理的基本用法這里都有了。
4,熟悉了基本的操作之后,以后就要看一點(diǎn)命令流了,畢竟命令流效率高,速度快,而且最主要的,ansys高手都在用.Verification Manual，里面給出了264個(gè)例子，這是我們的好幫手，一定要熟悉，當(dāng)然還是要選擇自己熟悉的來做。比如說我是做動(dòng)力學(xué)分析的，就選擇一個(gè)動(dòng)力的例子來做。這些我覺得是非常非常有用的。
展開 
如何利用Ansys Mechanical進(jìn)行反向分析？
接下來，本文將展示如何設(shè)置和執(zhí)行反向分析操作。
圖1.正向分析
圖2.反向分析
示例
想象你需要設(shè)計(jì)一個(gè)葉輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片。常規(guī)的辦法是在運(yùn)行狀態(tài)下設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子，被稱為“熱幾何”。通常，我們會(huì)假定相應(yīng)的溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等其他負(fù)載出現(xiàn)在轉(zhuǎn)子運(yùn)行過程中。但是，轉(zhuǎn)子在制造出來以后是“冷幾何狀態(tài)”：接近室溫，沒有旋轉(zhuǎn)，沒有空氣動(dòng)力壓力。
傳統(tǒng)情況下，一旦設(shè)計(jì)好“熱幾何”，設(shè)計(jì)師們會(huì)用費(fèi)時(shí)間和資源的人工迭代過程來求解其中非線性問題。Ansys Mechanical中的反向分析可以提供一個(gè)很好的辦法，即可以根據(jù)“熱幾何”計(jì)算出“冷幾何”的自動(dòng)化非線性解決方案。
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總結(jié)
當(dāng)一個(gè)結(jié)構(gòu)必須在載荷條件下設(shè)計(jì)，同時(shí)要制造的幾何形狀必須從設(shè)計(jì)條件中導(dǎo)出時(shí)，反向分析法十分有用。
使用反向分析時(shí)，需要設(shè)置兩個(gè)分析選項(xiàng)：“Inverse Option”選項(xiàng)設(shè)置為“Yes”，“Large Deflection”選項(xiàng)設(shè)置為“on”。
循環(huán)測(cè)試（“熱幾何”→反向分析→“冷幾何”→正向分析→重新得到的“熱幾何”，將兩個(gè)“熱幾何”結(jié)果比對(duì)）有利于驗(yàn)證反向設(shè)計(jì)的結(jié)果。
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來源： Ansys結(jié)構(gòu)大本營(yíng)
展開 如何利用ANSYS的隨機(jī)分布函數(shù)功能
作者：水哥ANSYS
來源：本文源于ANSYS結(jié)構(gòu)院，上海安世亞太授權(quán)轉(zhuǎn)載
隨機(jī)分布在材料微觀力學(xué)分析中扮演著重要角色，例如混凝土骨料力學(xué)、新型材料纖維力學(xué)分析等內(nèi)容，提及隨機(jī)分布，更多的同學(xué)可能會(huì)聯(lián)想到采用第三方軟件如Matlab來生成，并導(dǎo)入ANSYS計(jì)算，其實(shí)ANSYS本身自帶隨機(jī)分布功能，只是功能略有限制。
ANSYS中產(chǎn)生隨機(jī)分布的一個(gè)重要函數(shù)是 *VFILL，該函數(shù)主要的作用是對(duì)數(shù)組進(jìn)行填充賦值，而在賦值的過程中，用戶既可以選擇自定義數(shù)據(jù)內(nèi)容，也可以選擇利用隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生數(shù)值，ANSYS Help中*VFILL說明如下：
該函數(shù)主要輸入?yún)?shù)為數(shù)組名稱以及輸入數(shù)據(jù)的函數(shù)，當(dāng)選擇為data時(shí)，表示用戶自定義數(shù)據(jù)進(jìn)行填充，當(dāng)選擇其他選項(xiàng)時(shí)，則根據(jù)函數(shù)類型進(jìn)行填充。
*VFILL隨機(jī)數(shù)生成支持均勻分布(Rand)、高斯分布(GDIS)、三角分布(TRIA)、貝塔分布（BETA）、伽馬分布（GRMM），*VFILL用于批量生成，如果需要單獨(dú)生成數(shù)據(jù)，則可以分別使用函數(shù)：
1) num=Rand(con1,con2)
2) num=Gdis(con1,con2)
3) num=Tria(con1,con2,con3)
4) num=Beta(con1,con2,con3,con4)5) num=Gram(con1,con2,con3)
上述con1~con4分別表示函數(shù)參數(shù)，例如針對(duì)均布分布，con1和con2分別表示分布的下限和上限。
下面分別以均布分布、高斯分布、伽馬分布為例進(jìn)行演示。
1、均布分布
APDL代碼：
finish
/clear
/prep7
numA=1000
!
展開 看ANSYS公司如何利用CFD助力心臟病患者手術(shù)
如今，采用ANSYS FLUENT CFD模擬來測(cè)試手術(shù)方式，醫(yī)生們能夠獲取更多的信息從而選擇最優(yōu)的手術(shù)方式。這些模擬可以增加患者的存活率并減少并發(fā)癥。
這種新型醫(yī)學(xué)模擬方法需要使用計(jì)算機(jī)完成測(cè)試過程。生物工程師需要將生物醫(yī)學(xué)掃描轉(zhuǎn)換為CAD模型，然后對(duì)患者進(jìn)行針對(duì)性的治療模擬。
ANSYS公司醫(yī)療保健行業(yè)主管Thierry Marchal 先生說：”曾經(jīng)有一次置身于手術(shù)室，與外科醫(yī)生有過交談，親眼目睹了瓣膜置換手術(shù)，這就是我們?nèi)绱伺﹂_發(fā)這種模擬軟件的原因。”
ANSYS公司資深流體產(chǎn)品線經(jīng)理Gilles Eggenspieler博士補(bǔ)充道：”當(dāng)有人問我：‘模擬準(zhǔn)確嗎，或我們能依靠它嗎？’我就給他們講訴那些患病孩子的故事。如果對(duì)于這些優(yōu)秀的醫(yī)生來說模擬足以測(cè)試能挽救生命的手術(shù)，那么對(duì)于產(chǎn)品本身來說，它也是足夠優(yōu)秀的。”
挽救生命的CFD模擬建模
與人體循環(huán)系統(tǒng)LPN簡(jiǎn)化模型進(jìn)行耦合的BCPA三維模型。
在ANSYS FLUENT和Marchal主管帶領(lǐng)的仿真專家們的幫助之下，醫(yī)生和外科醫(yī)生們，以及通過米蘭理工大學(xué)組織的研究專家團(tuán)隊(duì)使用計(jì)算機(jī)測(cè)試手術(shù)方式以幫助治療HLHS患者。
關(guān)于建模
當(dāng)前，對(duì)于醫(yī)生來說，這種模擬過程過于復(fù)雜。工程師們打算改進(jìn)軟件中的幾何結(jié)構(gòu)以研究每一個(gè)由醫(yī)生定義的手術(shù)方式。這些專家能夠獲取特定患者的任何生物醫(yī)學(xué)掃描，并將其轉(zhuǎn)換為三維幾何結(jié)構(gòu)。掃描獲得的是一種黑白圖像。圖像上的黑、白色之間階梯過渡，這種階梯變化的灰色可以用來識(shí)別目標(biāo)外形（器官、動(dòng)脈等等）。通過校準(zhǔn)圖像的灰色譜，可以將圖像精準(zhǔn)地轉(zhuǎn)換為三維模型。“這叫做分段，”Marchal主管說。”市場(chǎng)上有一些可以將生物醫(yī)學(xué)掃描轉(zhuǎn)換為CAD模型的軟件可供工程師選擇，比如Simpleware和Materialise。”
展開 如何利用ANSYS做結(jié)構(gòu)可靠性分析？
利用ANSYS的概率設(shè)計(jì)模塊可以進(jìn)行可靠性分析，其分析方法有蒙特卡羅法和響應(yīng)面法。其中，蒙特卡羅法是一種簡(jiǎn)單有效的計(jì)算結(jié)構(gòu)可靠度的方法，缺點(diǎn)是在問題規(guī)模比較大時(shí)其效率顯得不高。在利用ansys算結(jié)構(gòu)可靠性時(shí)，需要知道隨機(jī)變量的分布類型和參數(shù)，ansys內(nèi)部提供了一些分布類型可供選擇，而且可以在計(jì)算中包含隨機(jī)變量間的相關(guān)系數(shù)。
如何利用ANSYS Material Designer，對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行均質(zhì)化分析？
在材料設(shè)計(jì)中，均質(zhì)化過程從代表性的微觀胞元（RVE，Representative Volume Element）的建模開始。這需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)化的幾何圖形，以及定義組成材料的材料屬性。然后，對(duì)幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分進(jìn)行有限元分析，計(jì)算其響應(yīng)，最終根據(jù)這些響應(yīng)的結(jié)果計(jì)算均質(zhì)材料數(shù)據(jù)。
Material designer（簡(jiǎn)稱MD）是ANSYS v19.2中引入的一種新的均質(zhì)化工具，用于評(píng)估不同材料和結(jié)構(gòu)(復(fù)合材料、晶格或用戶定義)的有效線彈性和熱材料屬性。
使用material designer工具，可以計(jì)算基于晶格結(jié)構(gòu)、UD復(fù)合材料(UD)、隨機(jī)UD復(fù)合材料、短切纖維復(fù)合材料、編織復(fù)合材料或指定一個(gè)用戶定義的RVE的有效材料性能，如圖所示：
以ANSYS2020R1新增的honeycomb RVE為例，以下介紹其操作步驟。
展開 Ansys Speos | 如何利用Speos聯(lián)合optiSLang進(jìn)行光導(dǎo)優(yōu)化設(shè)計(jì)
武漢宇熠科技是 ANSYS 全線產(chǎn)品中國(guó)區(qū)官方指定代理商，提供 Ansys Zemax、Ansys Lumerical、Ansys Speos 等軟件產(chǎn)品的培訓(xùn)、銷售、技術(shù)支持、二次開發(fā)、解決方案及這些軟件相關(guān)全方位定制服務(wù)。
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Ansys Zemax | 如何建模混合模式系統(tǒng)
順序 (Order)：順序參數(shù)代表元件進(jìn)行傾斜、偏心的順序，它的工作原理與坐標(biāo)斷點(diǎn)面的順序參數(shù)相同，詳情請(qǐng)查看“如何傾斜和偏心一個(gè)序列光學(xué)元件”。
光線反向 (Reverse Rays)：這一參數(shù)表示光線離開輸出口后的傳播方向，如果該參數(shù)為0，則OpticStudio將非序列組視作折射鏡，輸出口傳播方向與輸入口一致。參數(shù)為1，則光線與入射方向相反。
因?yàn)檩敵隹诘奈恢檬菂⒖糔SC表面本身定義的，所以鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中，NSC表面之后的面將位于輸出口的位置，也正是這個(gè)面定義了輸出口的尺寸和形狀。注意：輸出口的半徑必須由用戶定義，OpticStudio不能自動(dòng)計(jì)算。
我們同樣可以將輸出口的孔徑設(shè)置為非圓形。當(dāng)光線到達(dá)輸出口時(shí)，OpticStudio將計(jì)算輸出口坐標(biāo)系中光線的坐標(biāo)和方向余弦，而后在鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中后續(xù)的序列表面中繼續(xù)追跡。如果后續(xù)表面也是一個(gè)NSC表面，那么上述全部過程將再次開始，也就是說，我們可以定義多個(gè)NSC組，每個(gè)組都有自己的輸入口和輸出口。
定義每個(gè)NSC組中的物體
到目前為止，我們已經(jīng)討論了如何定義非序列元件組的輸出口和輸出口，那么我們?cè)?em>如何定義這些非序列物體本身呢？
我們可以從OpticStudio編輯器 (Editors) 菜單中的非序列模式 (Non-Sequential)中定義每個(gè)非序列元件組中的物體。
與純非序列元件系統(tǒng)類似，混合模式中的非序列部分中，物體參考特定的物體來確定位置，物體允許嵌套，支持梯度折射率介質(zhì)，表面可以鍍膜等等。特別注意：此時(shí)非序列元件編輯器的全局坐標(biāo) (0,0,0) 代表輸入口的位置，所以這個(gè)組內(nèi)的所有物體都以這個(gè)端口的位置為基準(zhǔn)。組中的物體數(shù)量沒有限制，任何光線只要能達(dá)到出口，就會(huì)恢復(fù)序列模式追跡。
展開 
Ansys Zemax | 如何建模離軸拋物面鏡
本文演示了如何根據(jù)制造商給出的規(guī)格設(shè)計(jì)一個(gè)離軸拋物面反射鏡，并演示如何使用主光線求解將像面中心與主光線路徑對(duì)齊。(聯(lián)系我們獲取文章附件)
簡(jiǎn)介
離軸拋物面反射鏡的優(yōu)點(diǎn)是光束通過反射到達(dá)像面途中將不會(huì)受到遮擋。使用 OpticStudio 可以很簡(jiǎn)單地建模一個(gè)表面的任何離軸部分，不管其是否為拋物面。本教程將向您展示如何建模一個(gè)離軸拋物面反射鏡。這里所示的概念適用于任何偏心表面，并不局限于離軸拋物面反射鏡。
離軸拋物面鏡設(shè)計(jì)參數(shù)
我們將制作一個(gè)商用的離軸拋物面反射鏡。這個(gè)設(shè)計(jì)練習(xí)的目標(biāo)是能夠使反射鏡在光軸（Z軸）上的任意一點(diǎn)繞X軸傾斜。反射鏡的規(guī)格如下：
離軸距離:150mm
焦距:1000mm
元件物理直徑:203mm
反射鏡背面的基底垂直于光軸。
如果您不熟悉任何在本教程中使用的步驟，請(qǐng)先參考 “如何使序列光學(xué)元件傾斜和偏心” 文章后，再嘗試本文內(nèi)的詳細(xì)步驟。
輸入基礎(chǔ)幾何結(jié)構(gòu)
設(shè)計(jì)開始時(shí)，我們將首先定義系統(tǒng)設(shè)置。在系統(tǒng)資源管理器中進(jìn)行以下調(diào)整：
·設(shè)置 系統(tǒng)孔徑 (Aperture)…孔徑類型 (Aperture Type) ：入瞳直徑 (Entrance Pupil Diameter) 和孔徑值 (Aperture Value) ：100
·設(shè)置 單位 (Units) …鏡頭單位 (Lens Units)：毫米 (Millimeters)
·設(shè)置 波長(zhǎng) (Wavelengths) …波長(zhǎng)1 (Wavelength 1) : 0.550 um
接下來我們可以開始定義系統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)。在鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中的光闌面后添加一個(gè)表面，然后在表面1-3上輸入以下參數(shù)。請(qǐng)注意，像面上有一個(gè)用戶定義的30 mm 的半直徑，如求解欄中所顯示。
展開 Ansys Zemax | 如何建模人體皮膚以及光學(xué)心率探測(cè)器
本文演示了如何在 Zemax OpticStudio 中對(duì)人體皮膚建模以進(jìn)行生理測(cè)量，并說明了使用 ZOS-API 對(duì)基于 PPG 的心率傳感器進(jìn)行的時(shí)間相關(guān)模擬。(聯(lián)系我們獲取文章附件)
簡(jiǎn)介
PPG 器件由紅外或可見光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的發(fā)光二極管 (LED) 和光電探測(cè)器組成。它們提供了一種簡(jiǎn)單的光學(xué)技術(shù)來檢測(cè)組織中的血容量變化，因?yàn)檠罕戎車慕M織對(duì)光具有更強(qiáng)烈地吸收和散射效應(yīng)。因此，血液的脈動(dòng)將導(dǎo)致檢測(cè)器信號(hào)發(fā)生相反的相位變化。本文介紹如何在 OpticStudio 中模擬人體皮膚組織模型，并演示如何使用 ZOS-API 應(yīng)用程序模擬 PPG 設(shè)備隨時(shí)間推移的測(cè)量信號(hào)。
基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
PPG 傳感器可設(shè)計(jì)為反射或透射模式。由于光的穿透深度取決于其波長(zhǎng)，因此綠色和黃色 LED 光線最適合在淺表血流中進(jìn)行測(cè)量，并且通常以反射模式使用。另一方面，紅外和近紅外波長(zhǎng)更適合測(cè)量深層組織血流，可用于透射模式。在次案例中，我們展示了一個(gè)反射 PPG 設(shè)備。
我們的目標(biāo)是根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)中發(fā)表的數(shù)據(jù)開發(fā)一個(gè)逼真的皮膚模型。因此，我們打算應(yīng)用某種波長(zhǎng)，通常設(shè)置為對(duì)應(yīng)皮膚和血液的光學(xué)參數(shù)在文獻(xiàn)中廣泛可見的波長(zhǎng)，并且也接近商業(yè)設(shè)備中最常用的波長(zhǎng)。因此，我們建模選擇了 575nm 的波長(zhǎng)，并使用 QSMF-C160 LED (Avago Technologies) 作為光源。此 LED 的模型可以直接從 Radiant Source Model 數(shù)據(jù)庫(kù)下載，并且可以通過從 Radiant Source Model 文件生成的光線來創(chuàng)建光源文件。
人體皮膚建模
為了模擬人體組織介質(zhì)中的光傳輸，我們創(chuàng)建了分層皮膚模型，該模型考慮了表皮、真皮和皮下脂肪的組織結(jié)構(gòu)。
展開 Ansys Zemax | 如何建模混合模式系統(tǒng)
順序 (Order)：順序參數(shù)代表元件進(jìn)行傾斜、偏心的順序，它的工作原理與坐標(biāo)斷點(diǎn)面的順序參數(shù)相同，詳情請(qǐng)查看《Ansys Zemax | 如何傾斜和偏心序列光學(xué)元件》
光線反向 (Reverse Rays)：這一參數(shù)表示光線離開輸出口后的傳播方向，如果該參數(shù)為0，則OpticStudio將非序列組視作折射鏡，輸出口傳播方向與輸入口一致。參數(shù)為1，則光線與入射方向相反。
因?yàn)檩敵隹诘奈恢檬菂⒖糔SC表面本身定義的，所以鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中，NSC表面之后的面將位于輸出口的位置，也正是這個(gè)面定義了輸出口的尺寸和形狀。注意：輸出口的半徑必須由用戶定義，OpticStudio不能自動(dòng)計(jì)算。
我們同樣可以將輸出口的孔徑設(shè)置為非圓形。當(dāng)光線到達(dá)輸出口時(shí)，OpticStudio將計(jì)算輸出口坐標(biāo)系中光線的坐標(biāo)和方向余弦，而后在鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中后續(xù)的序列表面中繼續(xù)追跡。如果后續(xù)表面也是一個(gè)NSC表面，那么上述全部過程將再次開始，也就是說，我們可以定義多個(gè)NSC組，每個(gè)組都有自己的輸入口和輸出口。
定義每個(gè)NSC組中的物體
到目前為止，我們已經(jīng)討論了如何定義非序列元件組的輸出口和輸出口，那么我們?cè)?em>如何定義這些非序列物體本身呢？
我們可以從OpticStudio編輯器 (Editors) 菜單中的非序列模式 (Non-Sequential)中定義每個(gè)非序列元件組中的物體。
與純非序列元件系統(tǒng)類似，混合模式中的非序列部分中，物體參考特定的物體來確定位置，物體允許嵌套，支持梯度折射率介質(zhì)，表面可以鍍膜等等。特別注意：此時(shí)非序列元件編輯器的全局坐標(biāo) (0,0,0) 代表輸入口的位置，所以這個(gè)組內(nèi)的所有物體都以這個(gè)端口的位置為基準(zhǔn)。
展開 Ansys Zemax | 如何在OpticStudio中建模和設(shè)計(jì)真實(shí)波片
通用繪圖 - 評(píng)價(jià)函數(shù)最大值為 0.3
總結(jié)
本文介紹如何在 OpticStudio 中建模和設(shè)計(jì)真正的波片。設(shè)計(jì)波片后，可以使用 “通用繪圖” 中的評(píng)價(jià)函數(shù)評(píng)估其性能。
