ansys 風機模擬的案例
ANSYS Icepak對真實風機的模擬
在Icepak中可以通過自建模的風機來進行仿真，也可以使用MRF（多參考坐標系）功能來模擬風機的葉片轉動。MRF方式對比自建模而言，模擬真實葉片的轉動可以捕捉風機整體產生的渦流及離心風速，可以得到風機真實幾何特征導致的流場和溫度場分布。
ANSYS Icepak使用MRF功能模擬風機的具體步驟如下：
1
啟動ANSYS Workbench，從工具欄中拖出Geometry、Icepak。
2
將修復干凈的3D真實風機模型導入DM中，完成對CAD異形的轉化后，將模型導入Icepak。
3
進入Icepak模塊，雙擊Cabinet，擴大Cabinet計算區域，同時設置空氣進出口為Opening屬性。
4
設置葉片的流體區域。使用MRF功能，需要一個與真實風機進出口相匹配的圓柱形流體塊，可以通過Icepak自建模工具來完成，也可以使用DM中的體積抽取功能完成。
展開 壓電驅動風機葉片的模擬 ￥20
問題描述
一壓電驅動的風機葉片結構如下，分析其模態及在115伏60Hz下的響應。
壓電驅動風機葉片真實模型
壓電驅動風機葉片幾何模型
模態分析
設置各個部件的材料屬性，尤其壓電材料。在Engineering Data中，創建新的材料命名為“Piezo”，密度輸入為7500kg m^-3，以表格的形式輸入壓電材料的各向異性彈性模量。
對兩塊壓電晶片零件賦予Piezo材料屬性，同時在Piezo2 body頂部上建議一個y軸反轉的局部坐標系作為壓電極化方向。
設置面尺寸及體尺寸，網格劃分如下：
在分析設置明細中Options的Max Modes to Find輸入3，其余保持默認；FR4板上的兩圓孔面施加固定約束。
插入Piezoelectric Body對兩壓電晶片零件添加壓電屬性如下：
插入Voltage對下面的壓電晶片底部添加0電壓值；同時對兩壓電晶片零件的接觸面添加Voltage Coupling。
求解得到前三階頻率為60Hz、340Hz、352Hz，振型如下：
諧響應分析
諧響應分析的邊界條件在模態分析的基礎上，再在上部壓電晶片部件的頂面添加電壓115V
采用完全法進行分析，掃頻范圍為59Hz到61Hz，間隔為20；剛度系數通過阻尼vs頻率添加，頻率60Hz時對于阻尼系數為0.01.
求解得到壓電風機葉片尖端的頻域響應，右擊頻域響應結果，選擇create contour result，創建最大振幅對應的位移結果。
展開 應用MRF模型模擬三葉片風機 ￥4.9
概述
空氣動力學相關概念
攻角
升力系數
阻力系數
翼型雷諾數
安裝角
葉尖速比
幾何結構
風輪
葉片
翼型
物理模型
三葉片風力發電機
翼型NACA4412 等
網格模型
根據翼型劃分二維網格
葉片移動旋轉復制為3個
仿真模型
邊界條件
inlet
velocity inlet
outlet
Pressure-outlet
wall-1
wall-2
求解過程
單葉片數值模擬
垂直軸風力機模擬
Fluid-1 motion type Moveing Reference Frame
Fin Momentum wall motion --moving wall
定義交界面
結果對比
氣動特性 等
展開 穩態MRF方法在模擬離心風機中的有效性
來源：ANSYS資料庫
翻譯：上海安世亞太
摘要
通過一個后傾離心風機的流動實例，FLUENT得到了驗證。該實例對其流動范圍進行了研究。與現有的試驗數據相比，穩態多重參考系(MRF)模型和realizable k-e湍流模型可以適當地捕捉風機的幾個性能特征。
正文
本文所研究的風機為采用傳統轉子設計的后傾離心風機。在實驗室（按照ANSI/AMCA 210-85、ANSI/ASHRAE 51-1985標準）通過將風機的出風口安裝到風洞入口以對風機進行測試。允許周圍的空氣從各個方向通過入口孔進入風機。在風洞中使用常規技術（靜壓口和射流噴嘴）測量升壓和流量。在額定運行速度和一定流量范圍內，收集了風扇的性能數據，包括升壓、軸功率和聲壓級。由于轉速和空氣溫度的細微變化，所有數據均校正為額定轉速和標準大氣密度（0.075 lbm/ft3）。本研究的目標之一是驗證穩態MRF方法在模擬離心風機中的有效性。
因此，入口-轉子域采用運動參考系模型（恒轉速）建模，而假定外殼域為靜止狀態。采用了realizable k-e湍流模型模擬湍流效應。假設工作流體（空氣）是不可壓縮的，具有固定屬性（密度=0.075 lbm/ft3，黏度=1.2×10-5 lb/ft-s)。
通過使用二階離散化方程和標準的SIMPLE壓力-速度耦合方案以進行求解。風機幾何如圖1所示。它由前盤和后盤、15個葉片和蝸殼板組成。轉子安裝在一個蝸殼中，該蝸殼收集來自轉子的流量并通過一個矩形出口排出。入口的集流器也被用來幫助引導氣流進入轉子，使流動損失最小化。
圖一：風機幾何
圖二：使用的表面幾何
基于GAMBIT建立了離心風機的計算網格。以IGES幾何文件的形式獲得了風機轉子和外殼的幾何。
展開 
軸流風機的EFD模擬實際案例(帶proe文檔)
類似風機都可以參考這樣定義
fan[1].part1.rar
fan[1].part2.rar
fan[1].part3.rar
脫硝后風機振動，引起聯軸器襯套膜片斷裂，通過CFD模擬分析，找到振動誘因，出具整改方案 ￥20
SCR脫硝項目在試運行時，風機發生振動問題。振動問題的產生與風機運行頻率有一定關系——小于35Hz以下，煙道系統工作正常；大于35Hz以下，煙道系統出現異響。振動發生時，導致聯軸器襯套膜片斷裂。為保證正常投產運行，需要找出風機振動原因，解決振動問題。為了了解風機上游煙道與下游煙道氣體流動特征，需要對流動進行CFD模擬。
為了排除振動問題是由氣體在管道結構中流動誘發，通過 CFD 數值模擬的方法，確定模擬范圍。CFD數值模擬幾何模擬按照管道實際尺寸 1:1 的比例建立，主要完成數值模擬模型建立、網格劃分、邊界條件確定、數值計算、結果分析等內容。
模擬范圍包含兩部分：
（1） 風機入風口煙道。主要研究導流板對流動的影響。
（2） 風機出風口煙道。主要研究出風口煙道結構對流動的影響。
風機入風口煙道
風機入風口煙道流動模擬主要研究導流板對流動的影響，將模擬無導流板、現場結構導流板、以及延長導流板對流動的影響。
風機出風口煙道
主要研究出風口煙道結構對流動的影響，關注循環煙道取風口對流動的影響。
流動誘發壓力脈動數值模擬
模擬方法與策略總體選擇
如果是流動造成的煙道系統的結構振動，其中根本原因輸送煙氣的壓力脈動。穩態模擬不能體現壓力隨時間的變化，因此，模擬應該以瞬態的方式進行，關注的重點應包括壓力脈動。
由于項目時間緊，要求計算快速準確地出結果。根據以往采用CFD方法研究輸氣管道振動經驗， k-e湍流模型的耗散效應導致無法準確捕捉到相應的壓力脈動，而DES、LES模型往往需要較多的網格，以及較長的計算時間。在眾多數值湍流模型中，通過權衡計算結果可靠性與時間成本，SBES湍流模型是最佳的模型，其即能捕捉到相應的壓力脈動，又能節省一部分時間。因此，本次計算中，所有案例采用SBES湍流模型。
展開 基于ANSYS的風機復合材料葉片建模分析模態分析 ￥20
基于ANSYS的風機復合材料葉片建模分析模態分析
首先需要葉片的截面輪廓
本文原始數據將風機葉片三維模型獲取了90多個截面輪廓，最后根據實際需要，利用C#軟件編程，獲取了其中32個風機復合材料葉片輪廓點。然后再利用ansys的spline功能連線，spline連點有上線，葉片中間還有加復合材料的加強筋，所以建模時需要考慮清楚連點的個數。
再利用askin功能，兩條線之間連成面。
再由線形成面。
利用shell281單元，設置保存每層的值。
新建復合材料屬性，各向異性。
自由網格劃分，約束，求解前十階模態，
第1階模態振動
展開 Fluent仿真實例｜穩態MRF方法在模擬離心風機中的有效性
上海安世亞太公司
通過一個后傾離心風機的流動實例，Fluent得到了驗證。該實例對其流動范圍進行了研究。與現有的試驗數據相比，穩態多重參考系(MRF)模型和realizable k-e湍流模型可以適當地捕捉風機的幾個性能特征。
本文所研究的風機為采用傳統轉子設計的后傾離心風機。在實驗室（按照ANSI/AMCA 210-85、ANSI/ASHRAE 51-1985標準）通過將風機的出風口安裝到風洞入口以對風機進行測試。允許周圍的空氣從各個方向通過入口孔進入風機。在風洞中使用常規技術（靜壓口和射流噴嘴）測量升壓和流量。在額定運行速度和一定流量范圍內，收集了風扇的性能數據，包括升壓、軸功率和聲壓級。由于轉速和空氣溫度的細微變化，所有數據均校正為額定轉速和標準大氣密度（0.075 lbm/ft3）。本研究的目標之一是驗證穩態MRF方法在模擬離心風機中的有效性。
因此，入口-轉子域采用運動參考系模型（恒轉速）建模，而假定外殼域為靜止狀態。采用了realizable k-e湍流模型模擬湍流效應。假設工作流體（空氣）是不可壓縮的，具有固定屬性（密度=0.075 lbm/ft3，黏度=1.2×10-5 lb/ft-s)。
通過使用二階離散化方程和標準的SIMPLE壓力-速度耦合方案以進行求解。風機幾何如圖1所示。它由前盤和后盤、15個葉片和蝸殼板組成。轉子安裝在一個蝸殼中，該蝸殼收集來自轉子的流量并通過一個矩形出口排出。
展開 某鋼廠增壓風機與煙囪間存在氣動噪音，通過模擬分析并增加均流裝置消除氣動噪音 ￥20
1、 項目簡介
某鋼廠增壓風機運行時，在風機與煙囪之間存在明顯的低頻噪聲，可能是由于連接管道中存在局部高速氣流而產生的氣動噪音（主要有湍流噪音，旋轉噪音，渦流脫落噪音，激波噪音，二次流與分離流噪音），其中本次噪音我們考慮主要以湍流噪音，旋轉噪音，渦流脫落噪音為主，現對風機及管道做CFD模擬，研究風機葉片后的流場分布，以期找到氣動噪聲的的產生原因并加以解決。
2、 三維模型
三維模型
3、 計算參數及邊界條件
進口設置為速度進口（velocity-inlet），按95℃工況下最大風量換算進口平均速度33.13m/s，出口為壓力出口（pressure-outlet），出口壓力設置為0Pa，固壁面均設置為無滑移壁面。
風機葉輪區域設置為旋轉域，轉速為995rpm，沿氣流方向逆時針旋轉，旋轉域模型采用MRF，旋轉域與靜止域之間以Domain Interface連接，以保證數據的傳遞。
風機葉輪后部流場的監測面如下圖所示：
監測面位置示意
4、 計算結果及分析
4.1原始狀態
原始狀態下，風機后部流場的模擬狀態如下：
速度流線圖
切面三速度云圖及速度矢量
根據速度流線圖及切面三速度云圖及矢量，可以看出經過增壓風機后氣流偏向連接煙道的一側，最大風速達到約100m/s，同時在煙囪內形成旋渦。
切面一速度云圖及速度矢量
切面二速度云圖
根據切面一速度云圖及矢量和切面二速度云圖，可以看出經過增壓風機后氣流偏向連接煙道的一側及底部，進入煙囪前的局部最大風速達到約89.1m/s，可能因為局部高風速帶動低速氣流形成氣流脈動，引發噪聲。
4.2添加導流
展開 ANSYS干貨視頻 | 風機類產品流體仿真的解決方案
視頻收獲
● 了解到風機設計的研發挑戰；
● 風機設計在流體仿真上的解決方案；
● 風量、葉片應力、噪聲、優化等案例展示。
ANSYS網絡研討會——提高泵和風機的性能和可靠性
當前競爭環境給泵和風機制造商帶來了壓力，他們需要以快節奏交付高效的耐用產品。節能設備和相關創新近年來成為人們熱議的話題，其重點在于想辦法降低能源成本并減少發電排放。為了推動改進機械設計，ANSYS軟件解決方案可提供多學科仿真功能，適合用于對各種泵和風機的性能進行精心優化。本網絡研討會將探討當前的行業趨勢和挑戰，并展示業界領先的制造商如何利用ANSYS仿真工具來應對這些挑戰。此外，本網絡研討會還將介紹在集成型環境中采用全系列ANSYS渦輪機械工具的各種優勢。
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提高泵和風機的性能和可靠性
展開 
組合尋優，降本增效 | 《ANSYS汽車用風機電機正向設計案例》現已開放領取
1 概況
· 電磁材料估價
· 電機設計分類
2 汽車用風機電機案例解析
· 電機要求
· 電機要求分析
· 電機設計
（1）RMxprt設計
（2）Ansoft 2D設計
------增大氣隙
------減小疊長
（3）方案選擇
3 結論
二、本期資料如何獲取？
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Ansys workbench模擬背板靜力學分析 ￥29.9
</p><p><br></p><p>2 Ansys workbench有限元分析軟件</p><p>在ANSYS 7.0版本問世之前，ANSYS公司致力于研發其核心產品ANSYS。這一版本通過其仿真效果的卓越和效率的顯著，贏得了工程界的廣泛贊譽。然而，盡管取得了如此成就，該版本在仿真模擬操作方面存在明顯的不足，即用戶必須通過編寫復雜的程序才能進行仿真，這限制了其在工程領域的普及應用。</p><p>隨著ANSYS公司成功推出ANSYS Workbench這一新型號，局面發生了轉變。ANSYS Workbench以其創新的用戶界面和工作流程，簡化了仿真過程，極大地提升了用戶體驗，因此迅速被廣泛應用，其普及程度甚至超越了傳統的ANSYS經典版本。目前，ANSYS Workbench已經發展到24.0版本，繼續引領著行業的進步。</p><p>ANSYS Workbench作為一個先進的仿真平臺，具備分析和模擬復雜機械系統的能力。它涵蓋了結構靜力學、結構動力學、剛體動力學、流體動力學、結構熱力學、電磁場分析以及多物理場耦合分析等多個領域。這些功能使得工程師能夠對機械系統進行全面的性能評估，從而優化設計，提高產品的可靠性和性能。</p><p>在結構靜力學方面，ANSYS Workbench能夠模擬材料在靜態載荷下的響應，包括應力、應變和位移等參數。在結構動力學分析中，該平臺可以模擬結構在動態載荷下的行為，如振動和疲勞。剛體動力學分析允許工程師研究物體在受到力和扭矩作用時的運動情況。</p><p>流體動力學模塊使工程師能夠模擬液體或氣體在各種條件下的流動行為，這對于設計高效的流體傳輸系統至關重要。結構熱力學分析則關注材料在熱載荷下的行為，包括熱膨脹和熱應力。
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</p><p><br></p><p>1.2 Ansys有限元分析軟件</p><p>1.2.1 Ansys軟件特點</p><p>在ANSYS 7.0版本問世之前，ANSYS公司致力于研發其核心產品ANSYS。這一版本通過其仿真效果的卓越和效率的顯著，贏得了工程界的廣泛贊譽。然而，盡管取得了如此成就，該版本在仿真模擬操作方面存在明顯的不足，即用戶必須通過編寫復雜的程序才能進行仿真，這限制了其在工程領域的普及應用。</p><p>隨著ANSYS公司成功推出ANSYS Workbench這一新型號，局面發生了轉變。ANSYS Workbench以其創新的用戶界面和工作流程，簡化了仿真過程，極大地提升了用戶體驗，因此迅速被廣泛應用，其普及程度甚至超越了傳統的ANSYS經典版本。目前，ANSYS Workbench已經發展到24.0版本，繼續引領著行業的進步。</p><p>ANSYS Workbench作為一個先進的仿真平臺，具備分析和模擬復雜機械系統的能力。它涵蓋了結構靜力學、結構動力學、剛體動力學、流體動力學、結構熱力學、電磁場分析以及多物理場耦合分析等多個領域。這些功能使得工程師能夠對機械系統進行全面的性能評估，從而優化設計，提高產品的可靠性和性能。</p><p>在結構靜力學方面，ANSYS Workbench能夠模擬材料在靜態載荷下的響應，包括應力、應變和位移等參數。在結構動力學分析中，該平臺可以模擬結構在動態載荷下的行為，如振動和疲勞。剛體動力學分析允許工程師研究物體在受到力和扭矩作用時的運動情況。</p><p>流體動力學模塊使工程師能夠模擬液體或氣體在各種條件下的流動行為，這對于設計高效的流體傳輸系統至關重要。結構熱力學分析則關注材料在熱載荷下的行為，包括熱膨脹和熱應力。
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</p><p><br></p><p>1.2 Ansys有限元分析軟件</p><p>1.2.1 Ansys軟件特點</p><p>在ANSYS 7.0版本問世之前，ANSYS公司致力于研發其核心產品ANSYS。這一版本通過其仿真效果的卓越和效率的顯著，贏得了工程界的廣泛贊譽。然而，盡管取得了如此成就，該版本在仿真模擬操作方面存在明顯的不足，即用戶必須通過編寫復雜的程序才能進行仿真，這限制了其在工程領域的普及應用。</p><p>隨著ANSYS公司成功推出ANSYS Workbench這一新型號，局面發生了轉變。ANSYS Workbench以其創新的用戶界面和工作流程，簡化了仿真過程，極大地提升了用戶體驗，因此迅速被廣泛應用，其普及程度甚至超越了傳統的ANSYS經典版本。目前，ANSYS Workbench已經發展到24.0版本，繼續引領著行業的進步。</p><p>ANSYS Workbench作為一個先進的仿真平臺，具備分析和模擬復雜機械系統的能力。它涵蓋了結構靜力學、結構動力學、剛體動力學、流體動力學、結構熱力學、電磁場分析以及多物理場耦合分析等多個領域。這些功能使得工程師能夠對機械系統進行全面的性能評估，從而優化設計，提高產品的可靠性和性能。</p><p>在結構靜力學方面，ANSYS Workbench能夠模擬材料在靜態載荷下的響應，包括應力、應變和位移等參數。在結構動力學分析中，該平臺可以模擬結構在動態載荷下的行為，如振動和疲勞。剛體動力學分析允許工程師研究物體在受到力和扭矩作用時的運動情況。</p><p>流體動力學模塊使工程師能夠模擬液體或氣體在各種條件下的流動行為，這對于設計高效的流體傳輸系統至關重要。結構熱力學分析則關注材料在熱載荷下的行為，包括熱膨脹和熱應力。
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