ansys節(jié)點(diǎn)壓縮的案例
ANSYS Fluent 壓縮機(jī)仿真｜離心壓縮機(jī)計(jì)算
本案例演示利用Fluent計(jì)算離心式壓縮機(jī)內(nèi)部流程并實(shí)現(xiàn)參數(shù)化的一般流程。
1 問題描述
要計(jì)算的壓縮機(jī)如下圖所示。
其包含6個(gè)主葉片及6個(gè)分流葉片，只計(jì)算單流道模型，如下圖所示。
流體介質(zhì)為空氣，葉輪轉(zhuǎn)速155733 rpm，沿z軸旋轉(zhuǎn)。
2 計(jì)算流程
啟動(dòng)Workbench，讀取文件
TurbochargerCompressorFluentStartingPoint.wbpz
添加Fluent模塊，計(jì)算模塊如下圖所示
雙擊
D2單元格進(jìn)入Fluent
3 Fluent計(jì)算
3.1 General設(shè)置
進(jìn)入
General設(shè)置面板，保持默認(rèn)設(shè)置
設(shè)置
angular-velocity的單位為
rev/min
3.2 Models設(shè)置
開啟能量方程
選擇使用
SST k-omega湍流模型
3.3 Materials設(shè)置
指定密度為
ideal-gas，指定粘度為
sutherland
Sutherland對話框采用默認(rèn)設(shè)置。
展開 ANSYS CFX 壓縮機(jī)仿真-離心壓縮機(jī)葉輪
本文利用CFX模擬離心壓縮機(jī)葉輪的氣動(dòng)性能。
注：本文采用CFX 2019R2進(jìn)行演示
1 幾何模型
幾何模型來自ANSYS-CFX的教程文檔。下圖是幾何模型的示意圖。這個(gè)葉輪有24個(gè)葉片，以22360rpm的轉(zhuǎn)速繞Z軸旋轉(zhuǎn)。
△ 幾何模型示意圖
2 BladeGen定義幾何
啟動(dòng)Workbench 2019 R2，將BladeGen模塊拖入工程視圖，右擊
A2：Blade Design→Properties，在屬性面板中設(shè)置如下圖所示
△ 屬性設(shè)置
加載創(chuàng)建好的葉輪。
ANSYS中單元解、節(jié)點(diǎn)解以及節(jié)點(diǎn)單元解的概念解析
理論上，任何結(jié)構(gòu)任何位置處的應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)該都是連續(xù)的，而上面所說的單元應(yīng)力應(yīng)變解并不連續(xù)，因而就出現(xiàn)了另外一個(gè)解，我個(gè)人稱之為節(jié)點(diǎn)單元解，它是單元解在公共節(jié)點(diǎn)上應(yīng)力應(yīng)變值的平均值，通過平均化就使得公共節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)力應(yīng)變值變得唯一，但這樣會(huì)帶來另外一個(gè)問題，就是節(jié)點(diǎn)單元解和節(jié)點(diǎn)有關(guān)，也即是和單元數(shù)目有關(guān)。在某些情況下，可能會(huì)由于網(wǎng)格劃分的影響，導(dǎo)致畸變較大。
總結(jié)起來，三個(gè)解的概念如下：
節(jié)點(diǎn)解：節(jié)點(diǎn)位移解，原始解，最為精確的解；
單元解：單元的應(yīng)力應(yīng)變，派生解，通過節(jié)點(diǎn)解推導(dǎo)得到；
節(jié)點(diǎn)單元解：節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變，派生解的平均化顯示。
祝好
ANSYS結(jié)構(gòu)院
2017.12.25
展開 ANSYS中單元解、節(jié)點(diǎn)解以及節(jié)點(diǎn)單元解該怎么理解
總結(jié)起來，三個(gè)解的概念如下：
節(jié)點(diǎn)解：節(jié)點(diǎn)位移解，原始解，最為精確的解；
單元解：單元的應(yīng)力應(yīng)變，派生解，通過節(jié)點(diǎn)解推導(dǎo)得到；
節(jié)點(diǎn)單元解：節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變，派生解的平均化顯示。
來源：ANSYS學(xué)習(xí)與應(yīng)用
ANSYS CFX-壓縮機(jī)CFD仿真流程
，所以我們需要激活可壓縮的流動(dòng)模型。
ANSYS Fluent驗(yàn)證案例：軸流壓縮機(jī)
本案例計(jì)算單級軸流壓縮機(jī)內(nèi)部流場，并驗(yàn)證出口壓力及流量。
1 問題描述
計(jì)算模型如圖所示。
采用單個(gè)轉(zhuǎn)子葉片與單個(gè)定子葉片進(jìn)行計(jì)算，利用旋轉(zhuǎn)參考系模型模擬轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，計(jì)算參數(shù)如表所示。
采用穩(wěn)態(tài)、湍流計(jì)算，考慮氣體的可壓縮性，利用理想氣體模型計(jì)算密度。
2 Fluent設(shè)置
2.1 Models設(shè)置
右鍵選擇模型樹節(jié)點(diǎn)Models > Energy，點(diǎn)擊彈出菜單項(xiàng)On打開能量模型
右鍵選擇模型樹節(jié)點(diǎn)Model > Viscous，點(diǎn)擊彈出菜單項(xiàng)Model → Standard k-epsilon開啟湍流模型
2.2 Materials
鼠標(biāo)雙擊模型樹節(jié)點(diǎn)Materials > Fluid > air，彈出材料屬性設(shè)置對話框，如下圖所示進(jìn)行設(shè)置
2.3 Cell Zone Conditions
鼠標(biāo)雙擊模型樹節(jié)點(diǎn)Cell Zone Conditions > fluid-rotor，彈出對話框中激活選項(xiàng)Frame Motion
設(shè)置Rotational Velocity為-37500 rpm，設(shè)置Rotation-Axis Direction為X軸方向，如下圖所示
注：旋轉(zhuǎn)方向根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸方向及旋轉(zhuǎn)速度，由右手定則來確定。
展開 ANSYS Forte對容積式壓縮機(jī)的仿真優(yōu)勢及應(yīng)用
容積式壓縮機(jī)內(nèi)部涉及到可壓縮的高流速動(dòng)與多相流，由于相間作用復(fù)雜、界面捕捉困難、氣液比高等問題，通過仿真解決壓縮機(jī)內(nèi)部的多相流問題存在較大困難，另外壓縮機(jī)運(yùn)行過程中存在的共軛傳熱、流固耦合等問題，均對CFD求解器在求解設(shè)置和收斂性上有較高要求。
壓縮機(jī)的運(yùn)行是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，因此在模擬時(shí)多采用非穩(wěn)態(tài)的仿真計(jì)算，但由于較小的時(shí)間步長和比較大的求解區(qū)域，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算時(shí)間長、計(jì)算量大等問題；同時(shí)想要得到動(dòng)態(tài)的溫度和壓力分布，后處理也會(huì)較為復(fù)雜。
ANSYS Forte在容積式壓縮機(jī)仿真中的優(yōu)勢
傳統(tǒng)的ANSYS CFX 或 ANSYS Fluent對容積式壓縮機(jī)的仿真均采用動(dòng)網(wǎng)格來處理，即在每一個(gè)時(shí)間步長下網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)位置更新一次。ANSYS Forte在求解時(shí)采用3D瞬態(tài)可壓縮的流動(dòng)，網(wǎng)格自動(dòng)生成且不需要提前生成網(wǎng)格，可用于計(jì)算往復(fù)式活塞壓縮機(jī)、螺桿式壓縮機(jī)和渦旋式壓縮機(jī)等多種壓縮機(jī)形式。
在仿真過程當(dāng)中，F(xiàn)orte可以自動(dòng)檢測面與面之間小的間隙并進(jìn)行網(wǎng)格加密處理，同時(shí)采用經(jīng)驗(yàn)間隙模型（Empirical gap model）來補(bǔ)償間隙中分辨率差的網(wǎng)格。當(dāng)研究間隙大小對壓縮機(jī)的性能影響時(shí)，我們不需重新建立不同間隙大小的幾何模型，來對比不同尺寸下的間隙流動(dòng)特征，而直接通過基于泊肅葉流動(dòng)剪切應(yīng)力的經(jīng)驗(yàn)間隙模型來得到間隙內(nèi)的流動(dòng)特征，從而解決了間隙網(wǎng)格質(zhì)量差帶來的問題，同時(shí)不影響計(jì)算速度以及精度。
ANSYS Forte推薦采用Ensight對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行后處理，瞬態(tài)計(jì)算過程中，計(jì)算結(jié)果可直接立刻動(dòng)態(tài)傳輸給Ensight進(jìn)行分析，從而得到詳細(xì)的溫度以及壓力場信息等，同時(shí)還可以查看任意位置的網(wǎng)格特征。
展開 如何在ANSYS workbench中壓縮文件
當(dāng)然是壓縮文件了，壓縮文件需要注意以下幾點(diǎn)
1.需要壓縮的文件包括 名稱.wbpj和名稱_files文件夾，適用常規(guī)的壓縮文件工具進(jìn)行壓縮即可
2.以上方法也可以在workbench界面下，點(diǎn)擊file\archive來適用workbench自帶的壓縮工具完成
3.選擇保存位置，選項(xiàng)中全部不要勾選，或者根據(jù)需要保存結(jié)果文件和外部輸入文件，之后點(diǎn)擊archive確定即可，生成壓縮文件wbpz格式，該方法不需要手動(dòng)清空文件夾中的rst文件，直接保留所有的設(shè)置，方法簡單.
4.如果基于以上方法壓縮的文件還是過大，主要原因是網(wǎng)格文件沒有默認(rèn)被刪除，需要手動(dòng)刪除，如圖所示，點(diǎn)擊網(wǎng)格，右鍵清空文件數(shù)據(jù)，同樣在結(jié)果中點(diǎn)擊右鍵清空結(jié)果文件，之后進(jìn)行以上的方法進(jìn)行壓縮，最終形成wbpz文件
5.打開時(shí)候很簡答，直接雙擊打開即可，或者workbench界面，點(diǎn)擊file—restore archive，不知道的如何查看結(jié)果的請查看下一篇文章
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作者：大龍貓 公眾號：CAE_ANSYS
展開 ANSYS與材料力學(xué)之軸向拉伸和壓縮（三）
對于該結(jié)構(gòu)，
σ
max=10MPa
τ
max=5MPa
二、ANSYS解法：
下面，我們用ANSYS驗(yàn)證一下材料力學(xué)解法的準(zhǔn)確性。通過該例子，學(xué)習(xí)在ANSYS中怎么提取任意截面上的應(yīng)力。
1.確定分析類型：根據(jù)例題所示結(jié)構(gòu)，確定分析類型為靜力學(xué)分析；
2.通過對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，我們需要提取任意截面上的切應(yīng)力和正應(yīng)力，所以我們使用solid單元進(jìn)行計(jì)算。
Step1：
在SCDM中創(chuàng)建平面模型。
首先，我們在SCDM中建立一個(gè)橫截面是邊長10mm的正方形，長度為100mm的長方體。建立完成以后，點(diǎn)擊菜單欄Workbench→ANSYS transfer→2020R1進(jìn)入Workbench。
Step2：創(chuàng)建分析流程。
將Static Structural拖入Project Schematic，并與剛才導(dǎo)入的幾何建立聯(lián)系。雙擊Model進(jìn)入Mechanical。
Step3：
創(chuàng)建局部坐標(biāo)系。
我們想提取提取任意截面上的應(yīng)力，必須先創(chuàng)建好截面，然后把結(jié)果映射在截面上。而截面的創(chuàng)建，是依靠坐標(biāo)系的xy平面，所以在創(chuàng)建截面前，應(yīng)先創(chuàng)建合適的局部坐標(biāo)系。
展開 仿真案例｜使用Ansys綜合設(shè)計(jì)提高曝氣壓縮機(jī)的效率
作者：Brice Caussanel、Renaud Signoret
翻譯：上海安世亞太
前言
某家旋轉(zhuǎn)機(jī)械公司使用Ansys集成的渦輪機(jī)設(shè)計(jì)平臺設(shè)計(jì)出一款離心式壓縮機(jī)，在廢水處理操作過程中可節(jié)省2%至5%的能源。此外，該公司還能夠在開發(fā)下一代產(chǎn)品時(shí)減少成本和設(shè)計(jì)時(shí)間。
多數(shù)污水處理廠利用廢水中自然發(fā)生的微生物快速分解有機(jī)物，形成二氧化碳和水。曝氣通過向廢水中添加空氣來促進(jìn)有機(jī)污染物的好氧生物降解，在這些植物中起著不可或缺的作用。噴射這種空氣的壓縮機(jī)消耗大量的電力來克服水高度的背壓和空氣噴射系統(tǒng)中的損失。因此，功率的大小是很重要的。例如，美國大約20000個(gè)城市污水處理廠消耗的電能約占美國所產(chǎn)生的電能的4%，而用于曝氣過程的空氣壓縮量估計(jì)約占這一電能的60%。
提高曝氣壓縮機(jī)的效率能有效節(jié)約成本和能源。
曝氣是城市污水處理廠的一項(xiàng)巨大開支，提高曝氣壓縮機(jī)的效率能有效節(jié)約成本和能源。大陸工業(yè)公司在離心鼓風(fēng)機(jī)和排氣產(chǎn)品的研究、開發(fā)和制造方面有40年的經(jīng)驗(yàn)。該公司的工程師使用Ansys渦輪機(jī)綜合設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種用于廢水曝氣應(yīng)用的下一代離心式壓縮機(jī)，與前代壓縮機(jī)相比，效率提高了2%至5%。這應(yīng)可為一般污水廠節(jié)省15千瓦至50千瓦。按每年運(yùn)行2 000小時(shí)和每千瓦時(shí)0.20美元計(jì)算，每臺壓縮機(jī)每年可節(jié)省6000至20000美元。工程師使用優(yōu)化算法。來探索一維、二維和三維設(shè)計(jì)，以便在最小化建模和計(jì)算工作量的同時(shí)，可以第一時(shí)間獲得正確的設(shè)計(jì)。
1 利用Ansys Workbench的幾何圖形和CFD模擬工作流程原理圖設(shè)計(jì)新型壓縮機(jī)
舊式設(shè)計(jì)方法
離心式壓縮機(jī)涉及的設(shè)計(jì)變量很多，每一個(gè)變量對成品產(chǎn)品的性能都有復(fù)雜的影響，而且往往是相互影響的。
展開 ANSYS Workbench 中鋼管的壓縮變形分析 ￥20
本實(shí)例主要講解了在ANSYS Workbench中如何采用非線性技術(shù)計(jì)算壓縮變形問題。本實(shí)例以一根空心鋼管為例施加一平板來壓扁鋼管，獲取相應(yīng)的壓縮變形量和應(yīng)力分布。
關(guān)于非線性分析，主要是材料的非線性和接觸非線性，本實(shí)例采用等向強(qiáng)化材料模型來模擬應(yīng)力應(yīng)變曲線。相應(yīng)的設(shè)置接觸參數(shù)使之容易收斂。
1.材料，采用多線性來模擬，
2.將壓板設(shè)置為剛體，不參與變形
3.將所有模型取一般分析，設(shè)置對稱方式，
4.設(shè)置多步載荷，實(shí)現(xiàn)壓板的下移與上移
5.提取結(jié)果，查看應(yīng)力或應(yīng)變
該實(shí)例可以較好的在ANSYS Workbench中完成塑形的仿真，對于超過屈服強(qiáng)度的仿真有一定的指導(dǎo)意義
下面的ANSYS Workbench計(jì)算源文件包括設(shè)置方法和流程
展開 
ANSYS Forte對容積式壓縮機(jī)的仿真優(yōu)勢及應(yīng)用
容積式壓縮機(jī)內(nèi)部涉及到可壓縮的高流速動(dòng)與多相流，由于相間作用復(fù)雜、界面捕捉困難、氣液比高等問題，通過仿真解決壓縮機(jī)內(nèi)部的多相流問題存在較大困難，另外壓縮機(jī)運(yùn)行過程中存在的共軛傳熱、流固耦合等問題，均對CFD求解器在求解設(shè)置和收斂性上有較高要求。
壓縮機(jī)的運(yùn)行是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，因此在模擬時(shí)多采用非穩(wěn)態(tài)的仿真計(jì)算，但由于較小的時(shí)間步長和比較大的求解區(qū)域，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算時(shí)間長、計(jì)算量大等問題；同時(shí)想要得到動(dòng)態(tài)的溫度和壓力分布，后處理也會(huì)較為復(fù)雜。
ANSYS Forte在容積式壓縮機(jī)仿真中的優(yōu)勢
傳統(tǒng)的ANSYS CFX 或 ANSYS Fluent對容積式壓縮機(jī)的仿真均采用動(dòng)網(wǎng)格來處理，即在每一個(gè)時(shí)間步長下網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)位置更新一次。ANSYS Forte在求解時(shí)采用3D瞬態(tài)可壓縮的流動(dòng)，網(wǎng)格自動(dòng)生成且不需要提前生成網(wǎng)格，可用于計(jì)算往復(fù)式活塞壓縮機(jī)、螺桿式壓縮機(jī)和渦旋式壓縮機(jī)等多種壓縮機(jī)形式。
在仿真過程當(dāng)中，F(xiàn)orte可以自動(dòng)檢測面與面之間小的間隙并進(jìn)行網(wǎng)格加密處理，同時(shí)采用經(jīng)驗(yàn)間隙模型（Empirical gap model）來補(bǔ)償間隙中分辨率差的網(wǎng)格。當(dāng)研究間隙大小對壓縮機(jī)的性能影響時(shí)，我們不需重新建立不同間隙大小的幾何模型，來對比不同尺寸下的間隙流動(dòng)特征，而直接通過基于泊肅葉流動(dòng)剪切應(yīng)力的經(jīng)驗(yàn)間隙模型來得到間隙內(nèi)的流動(dòng)特征，從而解決了間隙網(wǎng)格質(zhì)量差帶來的問題，同時(shí)不影響計(jì)算速度以及精度。
ANSYS Forte推薦采用Ensight對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行后處理，瞬態(tài)計(jì)算過程中，計(jì)算結(jié)果可直接立刻動(dòng)態(tài)傳輸給Ensight進(jìn)行分析，從而得到詳細(xì)的溫度以及壓力場信息等，同時(shí)還可以查看任意位置的網(wǎng)格特征。
展開 如何在ANSYS workbench打開壓縮文件并查看結(jié)果
如何在ANSYS workbench打開壓縮文件并查看結(jié)果
之前講到workbench可以壓縮文件，那么如何打開文件查看結(jié)果呢？默認(rèn)的方法是只有圖片數(shù)據(jù)，只能看，沒有變形等結(jié)果，重新添加結(jié)果無效，那就需要重新計(jì)算了
1.直接雙擊之前生成的wbpz文件，或者workbench界面點(diǎn)擊file\restore,后面的警告全部忽略，打開后最好另存一下文件到指定位置，否則默認(rèn)的是臨時(shí)文件夾，點(diǎn)擊保存后其文件還是wbpz文件，這個(gè)和版本相關(guān)
2.點(diǎn)擊需要的模塊，在setup上雙擊，或者右鍵\edit,打開分析模塊，如果之前保存的時(shí)候保留了求解結(jié)果，那么可以直接查看后續(xù)的結(jié)構(gòu)變形等結(jié)果
3.如果之前的結(jié)果是刪除的，需要重新求解結(jié)果，點(diǎn)擊sloution，右鍵清空結(jié)果，之后點(diǎn)擊solve，重新計(jì)算即可
4.結(jié)果中的deformation為變形，stress為應(yīng)力，strain為應(yīng)變
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作者：大龍貓 公眾號：CAE_ANSYS
展開 ANSYS Fluent案例｜利用Turbo流程計(jì)算壓縮機(jī)性能
不過我想，有了這玩意兒，ANSYS是嫌CFX死得不夠快么。
案例下載鏈接：https://pan.baidu.com/s/19RNpI0Gpy_T-mayE1UMcPg?pwd=cqsq 提取碼：cqsq
”
文章來源：CFD之道
ANSYS CFX 離心式壓縮機(jī)建模及網(wǎng)格劃分
一、ANSYS Blade Modeler
Vista 1D Design Tools
Vista AFD -Axial Fans Design，軸流風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)
Vista CCD -Centrifugal Compressor Design，離心壓縮機(jī)設(shè)計(jì)
Vista CPD - Centrifugal Pump Design，離心泵設(shè)計(jì)
Vista RTD - Axial turbines Design，軸流渦輪設(shè)計(jì)
BladeGen
DesignModele-BladeEditor，DM插件
Need ANSYS BladeModeler+ANSYS DesignModeler licenses
二、TurboGrid 網(wǎng)格工具
三、Vistal TF 二維仿真工具
四、ANSYS CFX三維仿真工具
五、離心壓縮機(jī)建模及網(wǎng)格劃分實(shí)例
1、
在ANSYS Workbench2019R3平臺下，啟動(dòng)離心式壓縮機(jī)1D設(shè)計(jì)軟件Vista CCD，輸入壓縮機(jī)相關(guān)參數(shù)，點(diǎn)擊Calculate，完成離心式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)
；
2、計(jì)算得到壓縮機(jī)功率為9.76KW；
3、右鍵A2單元，創(chuàng)建一個(gè)新的 BladeGen模塊，拖拽TurboGrid進(jìn)行鏈接，啟動(dòng)TurboGriD網(wǎng)加載幾何模型；
4、雙擊Mesh Date，設(shè)置單元網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)30萬，取消Target Max Expansion Rate,
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