水力機(jī)械數(shù)值模擬的案例
水力壓裂裂縫三維擴(kuò)展ABAQUS數(shù)值模擬研究
水力壓裂裂縫三維擴(kuò)展ABAQUS數(shù)值模擬研究
旋轉(zhuǎn)機(jī)械 | 螺旋槳數(shù)值模擬方法
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從實(shí)際操作上來講，螺旋槳的直接數(shù)值模擬方法可以分為三種：
Moving Reference Frames (MRF)
Rigid Body Motion (RBM)
Overset Mesh (OM)
MRF為運(yùn)動(dòng)參考系法，顧名思義，該方法通過引入相對(duì)運(yùn)動(dòng)參考系來處理槳的旋轉(zhuǎn)問題，將復(fù)雜的問題進(jìn)行簡化，是一種穩(wěn)定性好、易于收斂的穩(wěn)態(tài)方法。
RBM為剛體運(yùn)動(dòng)法，也稱之為滑移網(wǎng)格法，該方法通過網(wǎng)格的旋轉(zhuǎn)來模擬槳的真實(shí)運(yùn)動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)域和外部靜止域之間通過交界面進(jìn)行流場信息傳遞，是一種瞬態(tài)方法。
OM為重疊網(wǎng)格法，也稱之為嵌套網(wǎng)格法，最近幾年應(yīng)用的越來越廣泛和成熟。與RBM法類似，該方法也是一種瞬態(tài)方法，只是處理交界面的方式有所不同。
對(duì)比以上三種方法，各有其優(yōu)缺點(diǎn)：
MRF方法是一種穩(wěn)態(tài)方法，因此具有設(shè)置簡單、計(jì)算快速、易于收斂等優(yōu)點(diǎn)，在計(jì)算螺旋槳的敞水曲線時(shí)一般采用該方法，計(jì)算精度滿足要求，資源耗費(fèi)較少，性價(jià)比高。
RBM方法是一種瞬態(tài)方法，相對(duì)于MRF，不僅能夠求得敞水曲線，還能夠得到流場的更多信息，比如壓力脈動(dòng)、流場演變等，但是計(jì)算時(shí)間較長，對(duì)硬件的要求也更高。
OM方法與RBM方法類似，得益于重疊網(wǎng)格在處理諸如極限、交叉、耦合等運(yùn)動(dòng)方面的優(yōu)勢，該方法在處理船-槳-舵耦合運(yùn)動(dòng)及干擾、自航模、操縱性模擬等方面應(yīng)用更為廣泛。
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從網(wǎng)格生成的角度來看，MRF方法和RBM方法可以共用一套網(wǎng)格，二者處理計(jì)算域、交界面的方式完全相同，因此本次推送主要介紹這兩種方法，OM方法因?yàn)榫W(wǎng)格需要單獨(dú)生成，因此放在下次推送中進(jìn)行介紹。
下面以KP505槳模為案例，對(duì)螺旋槳模擬的主要步驟進(jìn)行介紹。
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<p>水力壓裂是一項(xiàng)有廣泛應(yīng)用前景的油氣井增產(chǎn)措施，<a href="https://baike.baidu.com/item/%E6%B0%B4%E5%8A%9B%E5%8E%8B%E8%A3%82%E6%B3%95/5871590" rel="noopener noreferrer" target="_blank">水力壓裂法</a>是目前開采天然氣的主要形式，要求用大量摻入化學(xué)物質(zhì)的水灌入頁巖層進(jìn)行液壓碎裂以釋放天然氣。水力壓裂就是利用地面<a href="https://baike.baidu.com/item/%E9%AB%98%E5%8E%8B%E6%B3%B5/523281" rel="noopener noreferrer" target="_blank">高壓泵</a>，通過井筒向油層擠注具有較高粘度的<a href="https://baike.baidu.com/item/%E5%8E%8B%E8%A3%82%E6%B6%B2/7949933" rel="noopener noreferrer" target="_blank">壓裂液</a>。當(dāng)注入壓裂液的速度超過油層的吸收能力時(shí)，則在井底油層上形成很高的壓力，當(dāng)這種壓力超過井底附近油層巖石的破裂壓力時(shí)，油層將被壓開并產(chǎn)生裂縫。這時(shí)，繼續(xù)不停地向油層擠注壓裂液，裂縫就會(huì)繼續(xù)向油層內(nèi)部擴(kuò)張。
展開 學(xué)習(xí)記錄——Workbench含斜拉索&橋梁&小車行駛過程數(shù)值模擬
駛過程數(shù)值模擬
駛過程數(shù)值模擬
今天學(xué)習(xí)的案例是Workbench含斜拉索&橋梁&小車行駛過程數(shù)值模擬。難點(diǎn)是小車行駛過程中整車產(chǎn)生的重力引起的輪胎變形的不同等效形式和復(fù)雜時(shí)域載荷如何施加到系統(tǒng)模型當(dāng)中。
本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。
1.前處理
1.1幾何模型系統(tǒng)的構(gòu)建
導(dǎo)入模型如圖所示。
1.2材料模型系統(tǒng)的構(gòu)建
密度：7850
楊氏模量：210e9
泊松比：0.3
1.3有限元模型系統(tǒng)的構(gòu)建
1.3.1材料賦予
1.3.2連接關(guān)系：轉(zhuǎn)動(dòng)、固定和移動(dòng)
1.3.3網(wǎng)格劃分
2.求解
2.1載荷邊界條件
轉(zhuǎn)動(dòng)副
2.2位移邊界條件
2.3求解設(shè)定
時(shí)間0.1s，初始步數(shù)25，最小步數(shù)20，最大步數(shù)250，打開大變形。
下面是本案例的思維導(dǎo)圖。
展開 
通過CFD模擬改進(jìn)離心泵水力設(shè)計(jì)
同樣，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)也可以使用數(shù)值分析和模擬進(jìn)行，并且在幾分鐘或幾小時(shí)內(nèi)就能獲得同樣準(zhǔn)確的結(jié)果。
文章來源：泵沙龍
【降落傘數(shù)值模擬】超音速降落傘流固耦合數(shù)值模擬
可利用XFlow軟件模擬流體運(yùn)動(dòng)，Abaqus軟件模擬降落傘的受力和運(yùn)動(dòng)，兩者結(jié)合來模擬真實(shí)情況下超音速降落傘的流固耦合運(yùn)動(dòng)。 下圖為數(shù)值模擬結(jié)果。
（1）當(dāng)馬赫數(shù)為1.5時(shí)，超音速降落傘流固耦合數(shù)值模擬渦量變化結(jié)果：
（2）當(dāng)馬赫數(shù)為0.3時(shí)，超音速降落傘流固耦合模擬結(jié)果流場變化結(jié)果：
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專家解答 | GMS地下水數(shù)值模擬、地面沉降數(shù)值模擬實(shí)踐技術(shù)應(yīng)用與案例分析
通過對(duì)案例模型的實(shí)操強(qiáng)化培訓(xùn)，不僅使學(xué)員掌握地下水數(shù)值模擬軟件GMS10.1的全過程實(shí)際操作技術(shù)的基本技能，而且可以深刻理解模擬過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以解決實(shí)際問題能力。同時(shí)為滿足環(huán)評(píng)從業(yè)人員進(jìn)一步加強(qiáng)地下水數(shù)值模擬以解決《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則－地下水環(huán)境》（HJ 610－2016）實(shí)施過程中的困難。
培訓(xùn)目標(biāo)：
1.掌握GMS的建模流程，包括三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)建模、直接建模及概念模型建模，熟悉軟件的基本操作。
2.掌握GMS基本模塊TIN、Solids、Modflow2000/2005、MT3DMS、MODPATH、PEST、SEAWAT在模擬地下水流動(dòng)、地下水溶質(zhì)運(yùn)移、質(zhì)點(diǎn)運(yùn)移和海水入侵模塊的應(yīng)用過程。
3.掌握GMS模型輸出數(shù)據(jù)的處理，相關(guān)圖件的編制和模擬結(jié)果的三維可視化展示。
4.能夠利用數(shù)值模型進(jìn)行均衡計(jì)算和地下水資源量評(píng)價(jià)。
5.領(lǐng)會(huì)最新地下水環(huán)境影響評(píng)價(jià)導(dǎo)則（HJ 610-2016），掌握地下水環(huán)評(píng)報(bào)告的撰寫提綱和撰寫要點(diǎn)。
6.通過手把手的5個(gè)實(shí)例操作指導(dǎo)和面對(duì)面討論交流，使學(xué)員能夠全流程掌握數(shù)值模擬方法，并能夠?qū)?em>模擬中出現(xiàn)的問題進(jìn)行快速診斷處理。（請(qǐng)?zhí)崆芭渲脤W(xué)習(xí)所需軟件環(huán)境，所需自備）
課程內(nèi)容詳情
學(xué)時(shí)與證書頒發(fā)：
參加會(huì)議的學(xué)員可以獲得《地下水建模及環(huán)評(píng)技術(shù)應(yīng)用》專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)證書及學(xué)時(shí)證明，上網(wǎng)可查。
展開 瑪湖油田巖石水力壓裂模擬
必須基于對(duì)地下儲(chǔ)層的精細(xì)認(rèn)識(shí)，找到有針對(duì)性的開發(fā)技術(shù)路線：水力壓裂。
二、 Cohesive element原理
ABAQUSd提供一種粘結(jié)單元（cohesive element），用以模擬兩個(gè)部分之間的粘性連接，一般來說，它要求粘結(jié)材料尺寸和強(qiáng)度都小于粘結(jié)部分（比如多層復(fù)合材料的膠粘層），進(jìn)而可以利用cohesive element模擬材料的斷裂。從本質(zhì)上講，利用cohesive element模擬材料的斷裂其實(shí)是單元?jiǎng)h除方法的一種。
Cohesive element的中面雖然能夠承受拉伸和剪切的應(yīng)變，但并不能產(chǎn)生任何應(yīng)力，因此，cohesive element 只能支持垂直于上下表面的牽引-分離破壞準(zhǔn)則（Traction-separation laws）。
圖1 黏聚力模型示意圖
圖2 雙線性型黏聚力模型
ABAQUS中的Cohesive element 方法可應(yīng)用于水力壓裂技術(shù)。其計(jì)算流程如下：
1.對(duì)預(yù)知的裂縫路徑（區(qū)域）進(jìn)行細(xì)化分割。
2.在mesh的時(shí)候在裂縫區(qū)域賦予cohesive element。
3.設(shè)置合適的斷裂準(zhǔn)則（Traction-separation laws）。
4.在輸出中設(shè)置不顯示破壞的單元。
5.加載，后處理。
三、模型設(shè)置
首先用python全局隨機(jī)設(shè)置隨機(jī)大小、形狀、性質(zhì)的礫石；其次，采用插件全局插入內(nèi)聚力單元；最后設(shè)置網(wǎng)格、增量步、時(shí)間、提交job。
圖3 裂縫穿過礫石
圖4 裂縫沿礫石表面擴(kuò)展
圖5 裂縫穿過大礫石擴(kuò)展
五、結(jié)論：
1. 總體上，裂縫沿最大主應(yīng)力方向擴(kuò)展；
2. 裂縫擴(kuò)展方式與礫石的角度有關(guān)系；
3. 裂縫擴(kuò)展擴(kuò)展與礫石力學(xué)性質(zhì)有關(guān)。
展開 【數(shù)值模擬】基于CEL方法的戰(zhàn)斗部動(dòng)爆對(duì)建筑目標(biāo)毀傷效果數(shù)值模擬
在此借助強(qiáng)大的工程模擬軟件—Abaqus，采用了CEL（Coupled Eulerian-Lagrangian）方法，對(duì)相關(guān)案例進(jìn)行了深入的數(shù)值模擬研究。
CEL方法描述
CEL 即耦合的歐拉-拉格朗日方法。這種方法結(jié)合了歐拉方法和拉格朗日方法的優(yōu)點(diǎn)，既可以處理大變形問題，又可以精確模擬物質(zhì)的流動(dòng)和混合。在爆炸、沖擊等極端條件下，CEL 方法能夠有效地模擬物質(zhì)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和毀傷過程。
戰(zhàn)斗部動(dòng)爆是指戰(zhàn)斗部在高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下發(fā)生的爆炸現(xiàn)象。這種爆炸產(chǎn)生的沖擊波具有瞬間、高壓、高速等特點(diǎn)，能夠?qū)χ車h(huán)境中的建筑物和人員造成嚴(yán)重的破壞和傷害。通過 CEL 方法的數(shù)值模擬，可以清晰地看到建筑物在沖擊波作用下的變形、破裂和崩塌過程。
建立模型
建立典型建筑物目標(biāo)及彈藥幾何模型，樓房為全模型，高度約為14.6 m，示意如圖 1 所示。彈體簡化為殼體和炸藥(紅色填充物)兩部分，如圖 2 所示。導(dǎo)彈末端速度設(shè)置為100m/s。為方便查看，隱去了空氣域模型。由于爆炸點(diǎn)距離地面較遠(yuǎn)，因此將地面看作剛體以簡化計(jì)算流程，設(shè)定戰(zhàn)斗部與建筑物墻體碰撞后引爆。
圖1 建筑物幾何模型
圖2 彈體幾何模型
混凝土損傷塑性模型
炸藥采用JWL狀態(tài)方程描述，戰(zhàn)斗部殼體參數(shù)參考了常見戰(zhàn)斗部材料公開數(shù)據(jù)，混凝土采用常見的混凝土損傷塑性模型(CDP)，強(qiáng)度選擇C30標(biāo)準(zhǔn)。CDP模型是通過將各向同性下?lián)p傷彈性與拉伸和壓縮塑性相結(jié)合的方式來對(duì)混凝土的非彈性行為進(jìn)行描述的，同時(shí)考慮了由于拉、壓塑性應(yīng)變導(dǎo)致的彈性剛度的退化，可用于模擬混凝土在任意荷載作用下的受力及破壞情況。
展開 ABAQUS中非均質(zhì)煤巖體的水力壓裂模擬 ￥80
今天給大家?guī)硪粋€(gè)有關(guān)水力壓裂模擬的案例，廢話少說直接上論文：
非均質(zhì)彈塑性煤體水壓致裂裂紋形態(tài)研究 - 中國知網(wǎng) (cnki.net)
模擬裂紋擴(kuò)展的方法有很多，但我覺得FDEM方法是模擬縫網(wǎng)形態(tài)的最好方法，這篇論文使用ABAQUS通過二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)FDEM方法，相關(guān)方法星辰北極星大佬早就使用過了，這里我們主要解決兩個(gè)問題：
1、材料非均質(zhì)性的實(shí)現(xiàn)方法
2、多射孔多注入點(diǎn)的集中流量注入實(shí)現(xiàn)
模擬的基本模型很簡單，辦公室的工作站只夠帶動(dòng)的二維的；因?yàn)榭紤]了地層的非均質(zhì)性，所以計(jì)算不易收斂，這個(gè)二維模型為100w自由度，40核工作站算一步10分鐘左右，單步增量時(shí)長1e-5到-7的樣子，所以還請(qǐng)大家斟酌后建模。具體模型如下圖：15m*15m的地層中有一簇射孔，詳細(xì)尺寸圖中已經(jīng)給出啦。
這一簇射孔在際水力壓裂中是一個(gè)分隔段，我們需要將中間四個(gè)注液點(diǎn)耦合到一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，給這個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置集中注液流量，被耦合的四個(gè)點(diǎn)根據(jù)孔隙壓力自己平衡每個(gè)點(diǎn)的注液流量。
展開 【CFD數(shù)值模擬算例】船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬自動(dòng)化智能化方法
船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬自動(dòng)化智能化防范
【計(jì)算軟件】OpenFOAM開源平臺(tái)
【仿真平臺(tái)】自建高性能計(jì)算集群
【算例說明】基于OpenFOAM流體力學(xué)開源軟件提出了船舶運(yùn)動(dòng)值模擬自動(dòng)化和智能化方法，可使計(jì)算流程自動(dòng)完成；通過逐個(gè)分析不同參數(shù)的影響，智能化分析多工況數(shù)值模擬結(jié)果和大數(shù)據(jù)平臺(tái)，可得到優(yōu)化的計(jì)算參數(shù)，從而使數(shù)值模擬的人工處理部分最大限度地減少，同時(shí)計(jì)算過程達(dá)到最大程度地簡化，數(shù)值計(jì)算結(jié)果可靠，可滿足工程應(yīng)用的需求。自動(dòng)化和智能化處理的概念和方法，也可用于其他數(shù)值模擬領(lǐng)域。
【工程應(yīng)用】船舶阻力、螺旋槳敞水、船槳舵自航等
【創(chuàng)新貢獻(xiàn)】自動(dòng)化計(jì)算流程（一鍵計(jì)算）+智能化計(jì)算參數(shù)優(yōu)化
【算例文件】關(guān)注微信公眾號(hào)“云數(shù)仿真”進(jìn)行咨詢或聯(lián)系jianchen122004@126.com
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【CFD數(shù)值模擬算例】水面浮體（浮式風(fēng)電塔）與波浪的流固耦合動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬
2、波浪模擬
使用譜分析方法或其他波浪生成技術(shù)，模擬實(shí)際海洋環(huán)境中的波浪。
調(diào)整波浪參數(shù)，如波高、波長、周期等，以匹配實(shí)際條件。
3、流固耦合分析
設(shè)置浮體與流體之間的交互邊界條件。這通常涉及到動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，以適應(yīng)浮體的運(yùn)動(dòng)。
應(yīng)用合適的數(shù)值方法，如有限元法(FEM)或有限體積法(FVM)，解決流固耦合方程。
4、動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算
求解浮體的運(yùn)動(dòng)方程，得到其位置、速度和加速度隨時(shí)間的變化。
分析浮體的動(dòng)力響應(yīng)，包括振幅、頻率和響應(yīng)譜等。
5、結(jié)果可視化與驗(yàn)證
使用可視化工具，展示浮體的運(yùn)動(dòng)軌跡、波浪形態(tài)和流體動(dòng)力變化。
通過與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或其他可靠來源的對(duì)比，驗(yàn)證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。
6、參數(shù)化與優(yōu)化
改變浮體的幾何參數(shù)、材料屬性或運(yùn)行條件，觀察其對(duì)動(dòng)力響應(yīng)的影響。
基于數(shù)值模擬結(jié)果，提出浮式風(fēng)電塔設(shè)計(jì)的優(yōu)化建議。
7、模擬報(bào)告與文檔
編寫詳細(xì)的模擬報(bào)告，記錄模型設(shè)置、方法、結(jié)果和結(jié)論。
整理相關(guān)的文檔和腳本，確保模擬過程可重復(fù)和可追溯。
通過這些步驟，可以對(duì)水面浮體（如浮式風(fēng)電塔）與波浪的流固耦合動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)值模擬，以支持工程設(shè)計(jì)和決策。
文章內(nèi)容轉(zhuǎn)自：“云數(shù)仿真”公眾號(hào)
展開 基于abaqus擴(kuò)展有限元模擬水力壓裂 ￥9.9
該案例模擬含有原生裂縫的水力壓裂的裂紋擴(kuò)展。該案例付費(fèi)內(nèi)容含有2017版abaqus的cae和odb文件供大家學(xué)習(xí)參考。
旋轉(zhuǎn)機(jī)械的油膜潤滑數(shù)值仿真 ￥1000
本案例建立了一旋轉(zhuǎn)動(dòng)靜環(huán)結(jié)構(gòu)和接觸尺，接觸層之間考慮了潤滑層，基于COMSOL軟件模擬得到了有潤滑層下，動(dòng)靜環(huán)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)下的接觸層應(yīng)力分布和油膜厚度變化，仿真模型及結(jié)果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎交流合作！
螺桿機(jī)械數(shù)值仿真網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)
為了讓更多的技術(shù)人員、科研學(xué)者了解螺桿及斜齒機(jī)械數(shù)值仿真方法，海基科技定于2015年11月12日14:30-16:30舉辦“螺桿及斜齒機(jī)械數(shù)值仿真網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)”，誠邀您參加！
學(xué)習(xí)內(nèi)容
1.螺桿機(jī)械數(shù)值仿真解決方案簡介；
2.基于SCORG的螺桿機(jī)械三維網(wǎng)格生成講解；
3.基于PumpLinx的螺桿機(jī)械動(dòng)網(wǎng)格設(shè)置、求解及后處理講解；
4.螺桿壓縮機(jī)CFD分析實(shí)例講解；
5.共同討論。
活動(dòng)詳情：http://www.hikeytech.com/index.php?m=Article&a=show&id=306&atcatid=74
報(bào)名鏈接：[img]file:///C:\DOCUME~1\ADMINI~1\LOCALS~1\Temp\8LDO48C$8@[GWU0353$FOVS.png[/img]https://jinshuju.net/f/U6m6ZA
大家快來報(bào)名吧！
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