ansys空氣阻力的案例
基于ADINA的汽車空氣阻力系數(shù)計(jì)算
基于ADINA的汽車空氣阻力系數(shù)計(jì)算
導(dǎo)入汽車模型
是為了演示空氣阻力系數(shù)的計(jì)算方法。首先導(dǎo)入一個(gè)汽車模型，如下圖所示，此汽車模型是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化的。
點(diǎn)擊菜單ADINA-M>Import Parasolid Model，導(dǎo)入car_simple.x_t。
建立流場(chǎng)空間
點(diǎn)擊菜單ADINA-M>Define Body，如下圖所示建立一個(gè)立方體。
點(diǎn)擊菜單ADINA-M>Boolean Operator，如下圖所示用第二個(gè)body減去第一個(gè)body，剪完之后剩下的部分就是真正的流場(chǎng)空間。注意，目前只有parasolid體才可以做布爾運(yùn)算。
進(jìn)入流體模塊，進(jìn)行設(shè)置
在功能選擇模塊做如下設(shè)置，進(jìn)行流場(chǎng)的穩(wěn)態(tài)計(jì)算。
點(diǎn)擊菜單Model>Flow Assumptions，在打開(kāi)的窗口中做如下設(shè)置，表示三維模型、不考慮熱、采用SA湍流模型。
定義材料
點(diǎn)擊菜單Model>Materials>Manage Materials，在打開(kāi)的窗口中點(diǎn)擊Spalart-Allmaras Model，定義一個(gè)SA湍流模型的材料。僅輸入粘度和密度就可以，其它參數(shù)均采用默認(rèn)值。
展開(kāi) 案例解析|滑雪運(yùn)動(dòng)員空氣阻力分析
參考坐標(biāo)系（如下圖所示）：
原點(diǎn)設(shè)置為對(duì)象的中心，軸與空氣矢量對(duì)齊。
力矩
根據(jù)3D模型中定義的全局坐標(biāo)系計(jì)算力矩。力矩也具有摩擦力和壓力分量，圍繞X，Y和Z軸計(jì)算結(jié)果如下表所示。
阻力系數(shù)
阻力或空氣阻力是空氣對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的阻礙力。它由壓力阻力（表面法向推/拉力）和摩擦阻力（在表面上滑動(dòng)）組成。在大多數(shù)情況下，壓力阻力占主導(dǎo)地位。
阻力系數(shù)是無(wú)量綱量，表示物體在其介質(zhì)中移動(dòng)時(shí)的空氣動(dòng)力學(xué)阻力。 它的定義如下：
下面的比例說(shuō)明了典型的Cd值（NASA和維基百科）。流線型的物體將具有較低的Cd，流線型較差物體將具有較高的Cd，本項(xiàng)目的Cd值區(qū)域如下所示：
注意：這是一個(gè)指示性數(shù)字，主要用做區(qū)分概念。
力和力曲線
通過(guò)近似阻力系數(shù)，物體上的實(shí)際拖曳力Fd以及推動(dòng)它所需的功率可根據(jù)以下公式計(jì)算：
本項(xiàng)目中,力和功率曲線如下所示：
注意：此曲線是基于模擬風(fēng)速的外推估算，
要獲得外推速度下更精確的值，請(qǐng)對(duì)該速度工況進(jìn)行模擬。
展開(kāi) 模擬一個(gè)小球的下落過(guò)程[含空氣阻力]
'fontname','times new roman');
Td=text(-4.2,1.8,'t=0 s','fontsize',14,'color',[0.4,0.3,0.9]);
Te=text(-4.2,1.2,'h=5.3 m','fontsize',14,'color',[0.4,0.3,0.8]);
Tf=text(-4.2,0.6,'v=0 m/s','fontsize',14,'color',[0.4,0.3,0.8]);
dz=x+i*y;
qz=0.5+5.3*i;
tp=linspace(0,pi*2,100);
qa=qz+0.08*exp(i*tp);
hF=fill(real(qa),imag(qa),'k');
axis([-4,4,0,7]);
axis equal;
g=9.8;% 重力加速度
f=0.01; % 空氣阻力系數(shù)
v=0;
t=0;dt=0.014;
while t<20;
v=v*(1-f);
qz=qz+v*dt-0.5*g*dt^2*i;
v=v-g*dt*i;
qa=qz+0.08*exp(i*tp);
set(hF,'XData',real(qa),'YData',imag(qa));
Dd=abs(qz-dz);
if min(Dd)<0.18;
zy=linspace(-0.09,0.09,200)*exp(i*angle(v))+qz;
Fxy=Fun(real(zy),imag(zy));
[qq,Ka]=min(abs(Fxy));
zp=zy(Ka);
An=atan(Df(real(zp)))-pi/2;
An=An+pi*(An<0);
展開(kāi) 汽車行業(yè)解決方案 | 解決汽車開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性，基于STAR-CCM+最小化空氣阻力、增加續(xù)航里程
在這種環(huán)境中，空氣動(dòng)力學(xué)和熱管理的優(yōu)化是一個(gè)支柱，嚴(yán)重依賴于尖端的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué) （CFD） 工具和方法。
在汽車行業(yè)里，CFD的應(yīng)用是非常廣泛的。從發(fā)動(dòng)機(jī)，電池，電機(jī)，到冷卻系統(tǒng)，潤(rùn)滑系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)，再到整車流場(chǎng)，空氣動(dòng)力學(xué)開(kāi)發(fā)，整車熱管理分析，水管理分析，氣動(dòng)噪聲分析等領(lǐng)域，目前CFD都在發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
本文分享 1 個(gè)網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)視頻以及 2 份解決方案供有志于從事整車CFD分析行業(yè)的工程師參考。 了解汽車行業(yè)CFD最新解決方案，下滑 點(diǎn)擊按鈕直接獲取 或下劃 了解領(lǐng)取 ??
1??為車輛空氣動(dòng)力學(xué)、聲學(xué)和熱管理設(shè)計(jì)高效的工作流程
? 預(yù)計(jì)觀看時(shí)長(zhǎng)：約59分鐘
深入了解CFD的世界，圖形處理單元（GPGPU）硬件上新的通用計(jì)算和更高效的工作流程的融合為設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)周期的早期提供幫助。了解仿真精度與計(jì)算資源和財(cái)務(wù)投資的戰(zhàn)略分配之間的微妙平衡如何成為設(shè)計(jì)強(qiáng)大的CFD工作流程的核心。本次網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)將展示一個(gè)先進(jìn)的、與硬件無(wú)關(guān)的平臺(tái)，該平臺(tái)旨在解決現(xiàn)代汽車開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性。
本解決方案提供可擴(kuò)展性和多功能性，有助于在壓縮的時(shí)間范圍內(nèi)快速生成高精度的空氣動(dòng)力學(xué)和熱仿真，同時(shí)確保不同計(jì)算架構(gòu)的可重復(fù)性和彈性。掃碼觀看！
2??Simcenter STAR-CCM+車輛外部空氣動(dòng)力學(xué)特性——通過(guò)快速準(zhǔn)確的CFD仿真加速空氣動(dòng)力學(xué)創(chuàng)新
Simcenter STAR-CCM+提供：
快速處理復(fù)雜幾何形狀的功能，通過(guò)曲面包絡(luò)將準(zhǔn)備時(shí)間從數(shù)周縮短到數(shù)小時(shí)
精確的物理場(chǎng)，使用穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)求解器以及先進(jìn)的湍流建模獲得一致和準(zhǔn)確結(jié)果
速度和性能，通過(guò)CPU和GPU的并行卷網(wǎng)格劃分提高吞吐量。
設(shè)計(jì)探索，使用伴隨求解器詳細(xì)了解曲面敏感度。
展開(kāi) 
Ansys 案例研究 | 空氣冷卻式摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)分析
圖4 空氣冷卻式發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)（b）
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8、確定邊界條件并運(yùn)行模擬。
設(shè)計(jì)(c)
9、重復(fù)步驟7-8，但使用設(shè)計(jì)(c)的幾何形狀。設(shè)計(jì)(c)幾何形狀的示意圖如圖5所示。相應(yīng)的結(jié)果如圖7(a)和7(b)所示。
圖5 空氣冷卻式發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)(c)
由于質(zhì)量被用作評(píng)估設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，因此我們需要計(jì)算出該幾何體的質(zhì)量。這一信息已匯總在相應(yīng)幾何體的屬性詳情中，如圖6所示。
圖6 幾何屬性
本案例比較了三種不同設(shè)計(jì)下發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻所需的時(shí)間，演示了瞬態(tài)熱分析的過(guò)程。通過(guò)模擬來(lái)尋找解決方案并推動(dòng)工程決策的制定。
附錄：
鰭片和圓柱體是彼此獨(dú)立的部件，它們?cè)诠餐砻嫔瞎蚕硗負(fù)浣Y(jié)構(gòu)(圖7)。在ANSYS Mechanical中進(jìn)行箱選操作時(shí)，它會(huì)選擇箱內(nèi)所有表面，包括內(nèi)表面和共享表面。共享表面無(wú)法用于對(duì)流邊界條件中，因此在執(zhí)行此類操作時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤提示。
為了高效的選擇垂直鱗設(shè)計(jì)中的所有外表面(而不是逐個(gè)點(diǎn)擊)，我們采用了命名選擇方法。首先，創(chuàng)建一個(gè)圓柱形局部坐標(biāo)系(見(jiàn)圖8(a))，其z軸與圓柱軸對(duì)齊。其次，創(chuàng)建名稱選擇，并使用兩條規(guī)則選擇外層面(見(jiàn)圖8(b))。所選面如圖8(c)所示。
圖7 共享曲面
圖8(a) 創(chuàng)建一個(gè)圓柱形局部坐標(biāo)系
圖8(b) 用于選擇外表面的命名規(guī)則
圖8(c) 外部表面的示意圖
圖8為創(chuàng)建名稱選擇的步驟
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展開(kāi) 使用 ANSYS FLUENT 進(jìn)行汽車空氣動(dòng)力學(xué)仿真（僅車模） ￥10
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軟件：
Pro/Engineer 野火版， 渲染
car.stp
car.prt.5
類別：
汽車
標(biāo)簽：
汽車, 空氣動(dòng)力學(xué), ansys , Fluent , CFD
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現(xiàn)場(chǎng)公開(kāi)課 | Ansys空氣螺旋槳設(shè)計(jì)、仿真與優(yōu)化專題
本次培訓(xùn)包含了空氣螺旋槳設(shè)計(jì)理論、翼型氣動(dòng)理論及氣動(dòng)計(jì)算、槳葉的建模、氣動(dòng)性能、氣動(dòng)噪聲和流固耦合的數(shù)值計(jì)算及優(yōu)化設(shè)計(jì)的完整流程。
一、培訓(xùn)目標(biāo)
1.掌握空氣螺旋槳流體設(shè)計(jì)、數(shù)值計(jì)算驗(yàn)證、優(yōu)化的完整流程;
2.掌握空氣螺旋槳的數(shù)值計(jì)算驗(yàn)證技術(shù)；
3.掌握空氣螺旋槳?dú)鈩?dòng)噪聲、流固耦合等高級(jí)仿真技術(shù)；
4.可成為獨(dú)立軸流旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)或仿真工程師，如風(fēng)機(jī)、壓氣機(jī)、渦輪、泵等。
ANSYS培訓(xùn)：空氣污染并非城市發(fā)展不可避免之殤（12月12日）
空氣污染并非城市發(fā)展不可避免之殤：無(wú)懼快速發(fā)展的工業(yè)化進(jìn)程，仿真技術(shù)助力打造清潔空氣，時(shí)間：12月12日，下午5：00，報(bào)名地址：http://www.ansys.com/zh-cn/about-ansys/events/17-12-12-air-pollution
ANSYS網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)——利用網(wǎng)格變形技術(shù)進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)形狀探索和優(yōu)化
徹底的設(shè)計(jì)探索對(duì)于（如空氣動(dòng)力阻力）改進(jìn)車輛各方面性能十分必要。優(yōu)化算法與計(jì)算流體動(dòng)力學(xué) (CFD) 等計(jì)算工具相結(jié)合，能在設(shè)計(jì)探索中發(fā)揮重要作用。本次網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)說(shuō)明了如何針對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)形狀優(yōu)化問(wèn)題制定快速解決方案。在網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上，我們提出了用 ANSYS Workbench 作為框架、RBF 作為變形技術(shù)、 ANSYS Fluent 作為求解器且以 DesignXplorer 作為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)工具部署的新方法。
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