ansys 空氣流動(dòng)的案例
【Pyrosim案例】01：空氣流動(dòng)
本案例計(jì)算域中包含一個(gè)空氣入口，一個(gè)環(huán)境出口。
案例主要演示以下內(nèi)容：
創(chuàng)建Vents
增加切面以顯示流速
后處理操作
02 計(jì)算建模
2.1 選擇單位
利用菜單View →Units →| SI，選擇米制國(guó)際單位。
2.2 創(chuàng)建網(wǎng)格
利用菜單 Model → Edit Meshes，點(diǎn)擊New按鈕，采用默認(rèn)名稱(chēng)。
采用圖中參數(shù)，創(chuàng)建10x10x10的計(jì)算域，網(wǎng)格數(shù)量20x20x20，點(diǎn)擊OK按鈕確認(rèn)操作。
2.3 創(chuàng)建Supply面
Pyrosim中的Supply面相當(dāng)于CFD中的Inlet面。
點(diǎn)擊菜單Model→Edit Surfaces，在彈出的對(duì)話框中選擇按鈕New，輸入名稱(chēng)Air Supply
Surface Type選擇類(lèi)型Supply
點(diǎn)擊OK按鈕創(chuàng)建面。
在參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中的Air Flow標(biāo)簽頁(yè)下，設(shè)置Specify Velocity為1m/s。如下圖所示。
切換至Particle Injection標(biāo)簽頁(yè)，激活選項(xiàng)Emit Particles，并設(shè)置Insertion Interval，設(shè)置其值為1 s，如圖所示。
2.4 創(chuàng)建進(jìn)口Vent
利用菜單Model → New Vent，在彈出的對(duì)話框General標(biāo)簽頁(yè)中設(shè)置ID為Inlet，設(shè)置Surface為Air Supply
切換至Geometry標(biāo)簽頁(yè)中，如下圖所示進(jìn)行設(shè)置。點(diǎn)擊OK按鈕確認(rèn)操作。
展開(kāi) 民機(jī)沖壓空氣系統(tǒng)流動(dòng)特性仿真研究
由于空調(diào)系統(tǒng)初級(jí)和次級(jí)換熱器同處一個(gè)流道且截面積相同，同時(shí)空氣準(zhǔn)備系統(tǒng)初級(jí)換熱器和次級(jí)換熱器也同處一個(gè)流道且截面積相同，因此空調(diào)系統(tǒng)初級(jí)換熱器與次級(jí)換熱器通過(guò)的流量一致，空氣準(zhǔn)備系統(tǒng)初級(jí)換熱器與次級(jí)換熱器通過(guò)的流量也一致。根據(jù)計(jì)算得出的流經(jīng)不同換熱器的沖壓空氣流量，對(duì)比各系統(tǒng)換熱器散熱量要求，可以得出目前沖壓空氣流道設(shè)計(jì)可以滿足各用戶系統(tǒng)的需求。
不同飛行階段下各換熱器的流量分配結(jié)果
6
研究結(jié)論
1) 采用多孔介質(zhì)模型等效替代了具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的換熱器部件，采用虛擬風(fēng)扇域替代了實(shí)際風(fēng)扇的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)特性。
2) 通過(guò)三維穩(wěn)態(tài)數(shù)值模型針對(duì)沖壓空氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全流道氣動(dòng)特性計(jì)算，考慮了機(jī)外空氣流動(dòng)和管道內(nèi)空氣流動(dòng)的耦合作用。
3) 獲得了空中和地面不同運(yùn)行狀態(tài)下沖壓空氣流動(dòng)壓力分布結(jié)果，以及不同飛行階段下各換熱器的流量分配結(jié)果。
展開(kāi) 氣流在房間內(nèi)的流動(dòng) 空氣齡計(jì)算 ￥20
房間內(nèi)的氣流流動(dòng)，考慮人體散熱，可以考慮顆粒物運(yùn)動(dòng)
【OpenFOAM算例】低速空氣繞流整周渦輪葉片流動(dòng)模擬
OpenOFAM高級(jí)算例：
（本算例可以在EasyCAE云仿真平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)哦）
前處理設(shè)置：
模擬類(lèi)型：穩(wěn)態(tài)
湍流模型：kOmegaSST模型
初場(chǎng)條件：
進(jìn)口給定進(jìn)口固定速度10m/s；出口給定固定壓力0pa。
壁面湍動(dòng)能k、湍流時(shí)間尺度 omega給定壁面函數(shù)。
離散格式：
時(shí)間格式：穩(wěn)態(tài)
梯度格式：高斯線性
散度格式：nueff*dev(T(grad(U)))為高斯線性格式，其他項(xiàng)為有界高斯迎風(fēng)格式
拉普拉斯格式：高斯線性修正
插值格式：線性
面梯度格式：無(wú)
通量修正：p
數(shù)值求解器：
p：求解器：GAMG
光順器：GaussSeidel
U/k/omega：
求解器：PBiCG
預(yù)測(cè)器：DILU
通量(phi)：
求解器：GAMG
光順器：GaussSeidel
勢(shì)流(potentialFlow)：nNonOrthogonalCorrectors 10；
(通量phi和勢(shì)流是用于求解一個(gè)初場(chǎng)，以便后面求解的收斂，不然會(huì)發(fā)散)
SIMPLE算法：nNonOrthogonalCorrectors：1
松弛因子：
壓力場(chǎng)p：0.3
方程U/k/omega：0.7
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展開(kāi) 
利用fluent對(duì)空氣在一個(gè)噴管內(nèi)的流動(dòng)做流場(chǎng)分析
下面我將利用fluent對(duì)空氣在一個(gè)噴管內(nèi)的流動(dòng)做流場(chǎng)分析，fluent用的是有限體積法來(lái)進(jìn)行計(jì)算仿真。
該噴管模型如下：這是一段縮放型噴管，空氣在壓力作用下從左端進(jìn)入噴管，從右端出來(lái)。進(jìn)口的壓力為1atm，出口的平均壓力為0.843atm。管直徑為40mm，長(zhǎng)度為160mm。
圖1 噴管示意圖
如上圖所示，空氣在一個(gè)大氣壓的作用下通過(guò)平均背壓為0.843atm的縮放型噴管。背壓是以正弦波的規(guī)律變化的，即
我要做的工作是在gambit中建立該噴管的二位模型，再利用fluent求解器計(jì)算噴管內(nèi)的不定常流動(dòng)。
首先，利用gambit建立二維噴管的計(jì)算模型。模型如下圖所示。由于噴管是對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，因此先建立上半部分的模型。
圖2 用gambit建立的噴管輪廓圖
建模完成以后，對(duì)各條邊進(jìn)行節(jié)點(diǎn)劃分。然后再創(chuàng)建結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。創(chuàng)建的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格如下圖所示。
圖3 區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格圖
網(wǎng)格劃分完成以后，開(kāi)始設(shè)置邊界類(lèi)型。設(shè)置網(wǎng)格類(lèi)型包括以下幾個(gè)步驟：(1)確定進(jìn)口邊界類(lèi)型；(2)確定出口邊界類(lèi)型；(3)確定固壁邊界類(lèi)型；(4)定義對(duì)稱(chēng)面。
以上工作都完成以后，要輸出網(wǎng)格文件。輸出網(wǎng)格文件以后，再利用fluent進(jìn)行噴管內(nèi)流動(dòng)的仿真計(jì)算。
利用fluent進(jìn)行噴管內(nèi)流動(dòng)的仿真計(jì)算步驟如下：
(1)讀入網(wǎng)格文件，讀入網(wǎng)格文件以后，將會(huì)在信息反饋窗口顯示網(wǎng)格的有關(guān)信息，如果沒(méi)有錯(cuò)誤就可以繼續(xù)進(jìn)行，若有錯(cuò)誤，要重新設(shè)定gambit中的網(wǎng)格。
(2)下面再檢查網(wǎng)格，fluent將會(huì)對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行各種檢查，并將結(jié)果在信息反饋窗口中顯示出來(lái)，其中要特別注意最小體積一項(xiàng)，要確保為正數(shù)，否則無(wú)法計(jì)算。
(3)檢查網(wǎng)格沒(méi)有問(wèn)題后，要顯示網(wǎng)格。由于顯示的網(wǎng)格圖形不是整體，而僅僅是圖形的一半。
展開(kāi) 螺旋管流動(dòng)沸騰冷卻與空氣冷卻相結(jié)合的鋰離子電池?zé)峁芾?/span>
這種冷卻方法是通過(guò)纏繞在電池上的半螺旋管進(jìn)行流動(dòng)沸騰冷卻和通過(guò)電池中的氣流進(jìn)行空氣冷卻的冷卻方法相結(jié)合的。使用控制體積技術(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬，用于模擬流動(dòng)沸騰區(qū)域的模型是歐拉-歐拉多相模型。研究結(jié)果表明，所提出的組合冷卻方法有助于更好的電池組熱管理。由于恒定溫度下的汽化潛熱，螺旋管內(nèi)發(fā)生流動(dòng)沸騰有助于去除大量熱量，并且電池與沸騰流體接觸的部分的電池溫度幾乎保持恒定。沸騰流體質(zhì)量通量的增加和入口空氣速度降低了電池組內(nèi)電池的最高溫度。此外，通過(guò)減小沸騰流體的入口過(guò)冷度，降低了電池的溫度，并且電池組中不同排的電池之間的溫差受空氣入口速度的影響較小。研究成果以“Combination of flow boiling cooling by taking advantage of helical pipes and air cooling for thermal management of lithium-ion batteries”為題發(fā)表于《Journal of Energy Storage》。
展開(kāi) ANSYS Fluent 管內(nèi)相變化流動(dòng)實(shí)例 附ANSYS Fluent UDF Manual下載
本例針對(duì)應(yīng)用制作模型，通過(guò)ANSYS Fluent仿真軟件中多相流模塊VOF及Evaporation-Condensation來(lái)實(shí)現(xiàn)背景為空氣的液態(tài)水，受熱后形成水蒸氣的相變化過(guò)程。
模型如下。相變化為一瞬態(tài)仿真過(guò)程，我們啟動(dòng)ANSYS Fluent Transient選項(xiàng)及定義Gravitational Acceleration重力方向，并啟動(dòng)能量方程式Energy。
計(jì)算多相流動(dòng)，我們開(kāi)啟ANSYS Fluent中的多相流(Multiphase Model)模塊VOF，并采用Explicit。
Explicit實(shí)行Geo-Reconstruct離散方法，其特征如下：
網(wǎng)格質(zhì)量的要求較Implicit為高
考慮表面張力(Surface Tension)問(wèn)題時(shí)，較Implicit具備更高的準(zhǔn)確性
Explicit及Implicit皆可設(shè)置穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)計(jì)算，但考慮準(zhǔn)確度及穩(wěn)定性，Explicit建議僅用于瞬態(tài)
提升穩(wěn)定性方面，Explicit時(shí)間步長(zhǎng)控制采Courant Number, CFL方法，穩(wěn)定性較Implicit高
CFL定義如下：
上述分子為前后時(shí)間步長(zhǎng)變化率，分母為網(wǎng)格大小與當(dāng)下速度的比值。也就是說(shuō)，設(shè)置的時(shí)間步長(zhǎng)越小，CFL會(huì)越小；單網(wǎng)格尺寸控制越小，CFL會(huì)越大；流動(dòng)變化速度越小，CFL則會(huì)越小。
默認(rèn)CFL限制為0.25，每次時(shí)間步長(zhǎng)迭代都會(huì)監(jiān)測(cè)當(dāng)下CFL的數(shù)值，在ANSYS Fluent Console窗口中會(huì)顯示該數(shù)值。
展開(kāi) Ansys 案例研究 | 空氣冷卻式摩托車(chē)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）
?
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(lèi)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(chēng)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(chēng)選擇的步驟
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展開(kāi) 使用 ANSYS CFX 對(duì)離心泵內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行瞬態(tài)仿真 ￥10
使用 ANSYS CFX 對(duì)離心泵內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行瞬態(tài)仿真。湍流模型采用 SST。同時(shí)包含 CFX 定義文件。
Ansys Fluent TUI系列教程實(shí)例2-排氣歧管流動(dòng)和換熱 ￥58
<p><strong>1、實(shí)例簡(jiǎn)介</strong></p><p> 本實(shí)例對(duì)排氣歧管內(nèi)的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬。模型尺寸如下:</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202601/imgs/bc4ce603b3394cdd9f3974f7a94be2cf.png" height="341" width="539"></p><p>（1）、已知參數(shù)</p><p> 坐標(biāo)原點(diǎn):位移上圖紅色入口后方的螺栓孔中心，x軸沿三個(gè)進(jìn)口的中心，y軸向上，z軸向內(nèi)。</p><p> 上面三個(gè)進(jìn)口：溫度925k,速度10m/s,尺寸46mm*46mm</p><p> 下面一個(gè)出口：壓力出口，表壓0Pa,尺寸44mm*57mm</p><p>（2）、待求參數(shù):</p><p>整體及局部的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)。</p><p><strong>2、文檔說(shuō)明</strong></p><p>（1）、從本示例開(kāi)始，命令的逐行注釋不再使用漢字“注”，而是改用TUI的注釋符號(hào)“；”（由于在記事本中很難區(qū)分中文分號(hào)；和英文分號(hào);如果TUI提示“invalid command [?????????????]”請(qǐng)檢查是否使用了英文分號(hào)?。。。?。</p><p>（2）、從本示例開(kāi)始，所有TUI命令中會(huì)加入版本兼容命令/file/set-tui-version"20.2" (加入該命令后可以確保TUI命令能在新版本的Fluent中正常運(yùn)行，對(duì)本示例來(lái)說(shuō)， 可以在Fluent2020R2以后的版本中正常運(yùn)行)。</p><p>3、使用說(shuō)明</p><p><span style
展開(kāi) 使用 ANSYS FLUENT 進(jìn)行汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)仿真（僅車(chē)模） ￥10
?
軟件：
Pro/Engineer 野火版， 渲染
car.stp
car.prt.5
類(lèi)別：
汽車(chē)
標(biāo)簽：
汽車(chē), 空氣動(dòng)力學(xué), ansys , Fluent , CFD
?編輯
?
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(zhuān)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 LS-DYNA ISPG方法應(yīng)用介紹（回流焊橋接、膠水流動(dòng)等）【7月11日直播】
粘性流體的自由表面流是指具有粘性的流體在流動(dòng)過(guò)程中存在與氣體接觸的動(dòng)態(tài)界面，其界面形狀、位置隨時(shí)間和流動(dòng)條件變化的流動(dòng)現(xiàn)象。這類(lèi)流動(dòng)廣泛存在于工業(yè)生產(chǎn)（如鑄造、涂層、焊接、3D 打?。⒆匀唤纾ㄈ绾恿?、波浪）及生物工程（如血液流動(dòng)）中，求解的核心是精確描述自由表面的演化規(guī)律，并耦合粘性流體的動(dòng)量傳遞過(guò)程，求解過(guò)程中有諸多難題，LS-DYNA 的 ISPG 方法是 Ansys 近幾年開(kāi)發(fā)的一種全新求解技術(shù)。該方法基于拉格朗日粒子法，專(zhuān)門(mén)用于求解粘性流體的自由表面流問(wèn)題。
7月11日，Ansys官方『Ansys LS-DYNA ISPG方法應(yīng)用介紹（回流焊橋接、膠水流動(dòng)等）』研討會(huì)干貨滿滿，感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時(shí)間：7月11日（星期五），16：00-17：00
內(nèi)容簡(jiǎn)介：LS-DYNA 的 ISPG 方法是 Ansys 近幾年開(kāi)發(fā)的一種全新求解技術(shù)。該方法基于拉格朗日粒子法，專(zhuān)門(mén)用于求解粘性流體的自由表面流問(wèn)題，并能夠準(zhǔn)確考慮流體的表面張力及其與壁面的附著力。相比傳統(tǒng) CFD 工具常用的 VOF 方法，ISPG 能夠以較少的粒子數(shù)量獲得高質(zhì)量的仿真結(jié)果。此外，ISPG 還能與 LS-DYNA 的隱式 FEM 求解器結(jié)合，實(shí)現(xiàn)流固耦合分析。
該方法在多個(gè)工程領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，尤其適用于回流焊工藝仿真，例如在結(jié)構(gòu)翹曲變形作用下的焊球形狀及橋接現(xiàn)象模擬。此外，它在粘膠工藝分析（如壓膠形狀預(yù)測(cè)）等方面也展現(xiàn)出良好的適用性。
講師：
董驍 | Ansys主任應(yīng)用工程師
主要負(fù)責(zé)LS-DYNA產(chǎn)品在中國(guó)的方案開(kāi)發(fā)、推廣和技術(shù)支持工作，具備多年LS-DYNA在不同領(lǐng)域的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。
展開(kāi) 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(chē)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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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
