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使用 Ansys Fluent 離散相模型 (dpm) 進行旋風分離器仿真 ¥5
關于使用 ANSYS Fluent 離散相模型 (DPM) 項目進行旋風分離器仿真
使用 ANSYS Fluent 對旋風分離器進行穩態 CFD 仿真。使用 DPM 跟蹤粒子。考慮無阻力的單向耦合。這意味著流體相將通過阻力和湍流影響顆粒相,而顆粒相對氣相沒有影響。附Fluent案例文件
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【年終系列實例EX1】基于ANSYS Design Modeler的旋風分離器幾何模型創建
實例說明
旋風分離器是一種應用非常廣泛的分離設備,由于其整體結構全為靜止結構,因此在使用過程中具有非常高的可靠性。ANSYS DesignModeler(后簡稱DM)為ANSYS Workbench中的一個模塊,可用于幾何模型的創建,其包含了常規的特征建模功能。本實例演示利用DM創建旋風分離器幾何模型,為后續的流場數值模擬奠定基礎。
問題說明
本實例要創建的幾何模型如圖所示。
圖1幾何尺寸
從幾何模型的構成方式來講,建模方式可以先采用旋轉生成主體結構,其他部位如入口管、溢流管可以采用拉伸的方式。
詳細步驟
Step 1:啟動Workbench,加載DM模塊
啟動workbench 15.0,從Toolbox中選擇Geometry模塊,拖拽至右側的工程面板中,如圖2所示。
圖2 加載DM模塊
Step 2:進入DM模塊,繪制草圖
鼠標雙擊A2單元格,進入DM模塊。如圖3所示。
圖3 DM界面
DM界面可分為四個大的區域:
(1)菜單欄與工具欄
(2)操作樹菜單
(3)屬性欄
(4)圖形顯示欄
Step 3:在XZ平面上繪制草圖
點擊樹形菜單中的XZ平面,切換至Sketching標簽頁,進行草圖繪制。繪制完畢的草圖及相應的尺寸如圖4所示。
圖4草圖及相應尺寸
Step 4:選擇草圖形成幾何主體
進入Modeling標簽頁,點擊工具欄按鈕 ,在屬性欄中設置Geometry為上一步繪制的草圖,選擇Axis為Z軸(選擇與Z軸重合的豎直的線即可)。如圖5所示。
圖5旋轉屬性設置
旋轉后的幾何模型如圖6所示。
圖6形成的幾何主體
Step 5:創建偏置的基準面
如圖7所示,在工具欄中選擇XYPlane,點擊右側的平面創建按鈕。
展開 LS-DYDN軸對稱模型分離問題!!!
我做了一個剛性球撞擊柔性面的模擬,我采用的是軸對稱單元屬性,當然建立模型的時候,就建立了一半的模型,但是等到計算完畢,在LS-PREPOST里進行云圖的動畫顯示的時候,當球撞擊平面不久,球就在對稱軸處分開了,也就是說,球被分成了左右兩個半球,球具有了水平方向的位移和速度,但是我已經把球的水平方向的位移和速度都約束住了,請教一下各位同人們這到底是什么毛病,怎么樣做才能使球正常下落撞擊平面并反彈,球不分開.先謝謝大家了,麻煩了解問題的高手們賜教!
FLUENT不收斂案例+邊界層分離時湍流模型的選用
這里我們只顯示速度的x分量小于零的區域;因為邊界層分離總是伴隨著回流區的,而x分量小于零意味著回流。其它幾種湍流模型的計算結果也在圖8中進行了對比。可以看出湍流模型對這個問題的計算結果影響很大。

基于ANSYS的油水分離器優化設計
圖1 原煤炭工業部通用設計中的礦用油水分離器
原設計設備采用A3鋼板及無縫鋼管,經現行材料等效替換為Q235B鋼板,接管材料為20無縫鋼管,同時根據國家標準[8],T應不小于3mm。在設計溫度下,當材料厚度不超過16mm時,材料的許用應力、既一次總體薄膜應力強度極限SⅠ=113MPa,一次局部薄膜應力強度極限SⅡ=169.5MPa,一次彎曲應力的強度極限SⅢ=169.5?MPa[8][9]。同時根據設備功能要求,設備容積V應控制在一定范圍內。
因此,設備的優化設計的數學模型為:
2、有限元模型
有限元模型用來計算設備在自重、內壓等載荷作用下的應力。因筒體、接管外徑內徑比均小于1.2,可按薄壁處理,采用板殼單元(SHELL181)模擬筒體、封頭及接管,采用梁單元(BEAM188)模擬支腿。模型采用圓柱坐標系,對稱軸及重力均為Y方向。筒體、封頭及接管內壁均承受1.0MPa內壓,接管載荷忽略不計。計算中總單元數量16569個,節點數量16560個。有限元模型如圖2所示。
展開 【年終系列實例EX2】基于ICEM CFD的旋風分離器全六面體模型創建
實例說明
本實例主要描述利用ICEM CFD進行旋風分離器網格的劃分。在上個實例中,我們描述了如何在ANSYS Workbench中創建旋風分離器幾何模型的詳細步驟。在本例中,我們將采用step by step的方式描述如何采用ANSYS ICEM CFD對旋風分離器進行全六面體網格劃分。
問題說明及策略
本實例要進行網格劃分的幾何模型如圖1所示。
圖1 幾何模型
總體上講,旋風分離器的幾何模型較為簡單,可以當作是一個圓筒狀結構將大部分幾何塊先創建出來,剩下的入口部分可以采用面拉伸的方式進行塊的構建。
詳細步驟
Step 1:加載ICEM CFD模塊
利用上一實例創建的幾何模型,添加ICEM CFD模塊,如圖2所示。
圖2加載ICEM CFD模塊
Step 2:進入ICEM CFD模塊,創建Part
鼠標雙擊B2單元格,進入ICEM CFD模塊。創建三個Part,如圖3所示。將其他的surface歸入walls邊界下。
圖3 創建part
Step 3:創建Block
點擊Blocking標簽頁下創建塊按鈕 ,進行初始塊創建。如圖4所示。
圖4創建初始塊
在數據屬性窗口中進行如圖5所示設置。設置Part名稱為FLUID,這樣導入到FLUENT中后的計算域自動采用流體域。
圖5創建塊
Step 4:進行塊切割
從軸向粗切塊,如圖6所示。
圖6切分塊
Step 5:關聯并對齊
刪掉多余的塊,并將粗切后的塊與幾何進行關聯并對齊。需要注意的地方包括:(1)創建輔助幾何以保證塊的形狀;(2)溢流管位置的塊可以在關聯后進行切分。注意切分順序。最終關聯對齊后的塊如圖7所示。
展開 ANSYS CFX V13外掛物分離測試
ANSYS-CFX V13.0開始新增了剛體六自由度運動模塊,結合ICEMCFD V13.0可以完成網格重新劃分,這和ANSYS-Fluent局部網格重構有本質的區別,通過外部調用ICEMCFD實現網格重新劃分并結合ANSYS-CFX獨特的網格剛性控制可以用比較經濟的網格重新劃分次數完成外掛物大位移六自由運動,比如級間分離、機彈分離、座椅彈射、艙蓋拋灑等復雜運動,并且在ANSYS-CFX中可以采用高階精度離散格式完成計算。本文的案例證明這種全新的方法具有非常實用的應用價值。
模型來源于Fluent外掛物分離驗證案例
如圖
在ICEMCFD里劃分高質量的四面體網格,網格單元數12萬,網格質量達到0.15。計算中關注外掛導彈的分離軌跡,因此在彈體用到了比較細密的網格,本次計算主要為了演示流程,因此機翼和掛架部分沒有加密,也沒有增加棱柱層網格,主要為了減少計算量。
剛體運動設置
多流程+網格重構設置
網格重構次數監控
最小正交角度變化
剛體運動參數 監控
加個計算結果
Snap5.png
展開 基于Ansys Fluent 的顆粒分離/過濾解決方案
本文主要講述如何通過Fluent軟件實現在設備工作場景中的顆粒分離/過濾。
目錄
1. Eulerian method(瞬態方法)
2. DPM
3. DDPM
1. Eulerian method(瞬態方法)
此方法適用于高負載(顆粒體積含率較高)的情況。
? 固定速度:多孔介質中第二相(次要相)顆粒速度設置為0
? 多孔介質/膜外面的顆粒將會堆積
? 堆積的顆粒造成的壓降通過顆粒與流體之間的曳力描述
假設所有的顆粒都被捕捉,將多孔介質中的顆粒速度約束為0,從而阻止顆粒通過多孔介質。
2.DPM
方法:一系列的穩態仿真結果(也可應用于非穩態計算)
(1) 通過UDsF獲得顆粒在膜上的沉積;
(2)基于顆粒在膜上的沉積分布,根據沉積量調整阻力;
假設在膜兩側施加定常壓力,每次釋放的顆粒,都將沉積到過濾層。注意:沉積發生在尖端和凹槽處。
隨著沉積物的積累,流量將會將會輕微的發生變化。
Deposit vs. Mass Flow Rate (kg/s)
1. 0.0089773936
2. 0.0086228549
3. 0.0075318487
4. 0.0070381071
顆粒沉積在過濾膜上的相關UDFs
完整版資料請前往公眾號”笛佼科技“菜單欄”干貨福利“查看
展開 CREO ANSYS Simulation 旋流分離器的穩態仿真和瞬態仿真的區別
旋流分離器,普遍使用在各行業各領域。對于流體在旋流分離器內的仿真工作,要根據實體工件設計目的而分別對待,制定不同的仿真模式。
如上圖,如果仿真目的是研究內部流體所表現出來的速度、壓力。仿真模塊選擇“流動”即可。如果還要涉及湍能,物理模塊要增加“湍流”。使用穩態較合適,穩態模式主要研究流體達到穩定的“常態”之后所表現出來的物理特性。不考慮流體達到穩定之前的過程,即與時間無關。如上圖,旋流分離器內的流體是穩定的流動狀態,無論何時,狀態一致。
如果仿真目的除了上述速度、壓力、湍能,還要考慮隨流體一同流動的“顆粒”,仿真模塊另外還要增加“粒子”,顆粒有多少種,粒子模塊就要增加多少個(注意,此粒子有具體質量(密度&體積),與“流線”中無質量的“粒子”有本質的區別)。穩態的仿真模式就不能勝任了,粒子(顆粒)在隨流體“流動”過程中,粒子或沉積或隨波逐流而去,粒子和流體域隨時產生變化(注意,“隨時”兩個字),時間延長則沉積越多,可供流體占用的空間越少,直到顆粒塞滿全部腔體。流體永遠達不到常態的穩定。所以仿真模式必須使用瞬態。瞬態仿真是建立在時間節點上的仿真,其仿真結果第一要素是時間。
瞬態仿真結果,假設,自0開始,第0.1秒結果、第0.2秒結果,第0.3秒結果... ..第1秒......第3秒,共計30個結果連續在一起,形成時間連續的動畫,如上圖,就是30個粒子瞬態仿真結果。
那么,請問,如果我想獲得一個表達3秒種的,相對質量高的動畫,應該如何調整瞬態仿真呢?
播放時長=仿真時長,幀頻=24幀。格式MP4或者GIF。有興趣的朋友可以一試,本文附件為模型文件。
剛才出去吃飯,五個籠包飽了。想起一件事,一個朋友說,能否在穩態下仿真粒子的運動呢?手拿第六個籠包糾結了。五個籠包填飲肚皮,是我飯量的穩定狀態。
展開 ANSYS鋼筋混凝土(三)分離式建模(粘結滑移)
01 分離式建模方法(考慮粘結滑移)
半年沒更帖子,最近有時間繼續把坑補完。
上次介紹了ANSYS中模擬鋼筋混凝土構件的分離式建模方法,鋼筋和混凝土之間的相互作用關系是共節點。而實際上,鋼筋與其附近的混凝土之間存在粘結-滑移的關系。
本文介紹下一種ANSYS中鋼筋混凝土模擬的一種進階方法——分離式建模(考慮粘結滑移)
粘結-滑移作用通過在重合的鋼筋和混凝土節點上添加非線性彈簧combin39來考慮。這意味著在建立幾何模型和劃分網格時,需要注意以下兩點:
① 混凝土梁體和鋼筋需要分別建模(而非在梁體上切割出鋼筋線體后賦值)。
② 混凝土梁體的節點位置需要和鋼筋節點位置相重合(或接近),這意味著劃分網格時,需要協調兩者的單元尺寸。
混凝土與鋼筋節點位置重合(或靠近)
對于鋼筋混凝土梁,一般來說只需對縱筋考慮粘結-滑移作用。因此對位置重合的鋼筋和混凝土節點,在梁截面的兩個方向只須耦合其自由度,在縱向(縱筋方向)添加非線性彈簧Combin39即可。
其中,非線性彈簧的F-X屬性即是鋼筋混凝土粘結滑移關系(注意要乘以單元長度)。這個粘結滑移關系有大量可供參考的規范和文獻,可按需取用。
02 案例分析
仍然是如下圖所示的一根鋼筋混凝土梁,使用考慮粘結滑移的分離式建模方法模擬,此次計算中不考慮箍筋的建模。
鋼筋混凝土梁尺寸簡圖
有限元模型示意圖如下:
鋼筋混凝土梁模型示意圖
核心的命令流是如何寫一個循環,自動地對重合的混凝土和鋼筋節點施加耦合作用和非線性彈簧單元:
!
展開 ANSYS鋼筋混凝土(二)分離式建模(共節點)
01 分離式建模方法(共節點)
上次介紹了ANSYS中使用SOLID65中配筋率實常數來考慮鋼筋的“整體式建模方法”:
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1794777
本文則介紹下一種ANSYS中鋼筋混凝土模擬的常用方法——分離式建模(共節點)
分離式建模即將鋼筋混凝土結構中的鋼筋網按照其主要幾何構造建模,并賦予其桿單元(LINK180等)屬性。又按照鋼筋網與混凝土的連接方法細分為“共節點”、“考慮粘結滑移”、“EMBEDDED方法”等。
鋼筋與混凝土共節點即鋼筋單元上的節點與其對應重合位置的混凝土節點本身為共節點,這種方法忽略了鋼筋與混凝土間的粘結滑移作用,但勝在相對簡便,且在大多數情況下考慮粘結滑移與否對結果的影響不大。
要使網格劃分時鋼筋節點與混凝土節點本身為共節點,那么就要求幾何上鋼筋線(Line)本身就是混凝土體(Volume)體內的線,這也是“共節點”的基本操作思路。下圖可以很好地幫助理解其原理:
02 案例分析
仍然是如下圖所示的一根鋼筋混凝土梁,使用共節點的分離式建模方法模擬,實例詳情可能與真實工程和試驗相比有不合理之處,只借此著重展示共節點的整體式建模操作方法。
鋼筋混凝土梁尺寸簡圖
有限元模型(取1/2對稱結構)示意圖如下,可見通過這種方法可詳細地考慮鋼筋籠的特征。
鋼筋混凝土梁模型示意圖
體現在實際操作中,核心的命令流是靈活使用工作平面變換(WP系列命令)、切割(VSBW)操作切割出鋼筋線,并用LATT命令對不同的鋼筋線進行賦值。
展開 
ANSYS采用界面單元用于復合材料分層模擬時,如何判斷損傷起始和完全分離
ANSYS采用界面單元用于復合材料分層模擬時,如何判斷損傷起始和完全分離
。官網案例也沒有給出說明,缺乏相應的理論說明。
ANSYS ACP復合材料鋪層固定機翼蒙皮肋筋仿真,附講解視頻及模型文件 ¥98
附帶詳細講解視頻和案例模型
1. 概述
本指導文檔旨在幫助新手使用?ANSYS Composite PrepPost(ACP)模塊進行復合材料的分析。本教程以機翼蒙皮為案例,結合本教程,您將學習如何創建復合材料模型、定義材料屬性、設置鋪層、進行網格劃分、施加載荷和邊界條件,并最終求解和分析結果。
2. 操作流程
2.1 幾何處理
1. 幾何導入與處理:
o 在 SpaceClaim 或其他三維軟件(如CATIA、SolidWorks、Inventor等)中對幾何模型進行預處理,確保模型的完整性和準確性。
o 對于機翼蒙皮和肋板等復雜結構,需將蒙皮和肋板分割為獨立的面或體,以便后續定義接觸關系和鋪層順序。在接觸區域(如蒙皮與肋板的連接處),需進行精確的幾何分割,確保接觸面清晰且邊界明確。
o 為了便于共節點識別或接觸定義,可在接觸區域生成輔助線或面,確保網格劃分時節點對齊,避免因網格不匹配導致計算錯誤。
2.2 材料定義
1. 在左側Component Systems找到ACP模塊,拖拽到A模塊下Gometry下,這樣可以利用前面已有的模型。
2. 雙擊E模塊下的model,打開mechanical界面。
3. 在E模塊下雙擊Engenering Data,找到材料數據庫,對模型材料進行設置,添加碳纖維(Carbon Fiber 290)、環氧樹脂(Epoxy Carbon UD 230)和PVC Foa 60材料。
4. 定義材料的彈性模量、泊松比等屬性。
5.
展開 ANSYS Workbench汽車防撞梁碰撞仿真,附講解視頻及模型文件 ¥88
ANSYS Workbench防撞梁碰撞仿真指導手冊
本案例文檔,適合本科畢業設計水平,具有極高參考價值,請合理使用文檔。涉及汽車防撞梁結構的幾何處理,模型建立,碰撞分析,結果處理等各個方面。設置方法程詳細,結果結果合理。相關復合材料鋪層均可使用該文檔方法設置完成。
附帶詳細講解視頻和案例模型
1. 概述
本手冊旨在指導用戶使用ANSYS Workbench進行防撞梁碰撞仿真分析。通過幾何處理、材料定義、網格劃分、接觸設置、邊界條件定義、計算參數配置及結果分析等步驟,完成從建模到仿真的全流程操作。本手冊適用于結構工程師、仿真分析師及相關技術人員。
2. 幾何處理
2.1 幾何導入
推薦使用SpaceClaim或DesignModeler (DM) 進行幾何前處理,二者在抽殼、幾何修復等操作中效率較高。也可選擇用其他三維CAD軟件(如SolidWorks、CATIA)導入幾何,但需確保導出格式兼容(如.stp、.igs)。
打開Workbench,進入Geometry模塊。右鍵點擊Import Geometry,選擇防撞梁模型文件(如.stp格式)。點擊Generate生成幾何體,雙擊進入該模塊,檢查模型完整性。也可以先打開該模塊,再導入幾何。
2.2 幾何簡化(抽殼)
防撞梁通常采用殼單元(Shell Element)簡化,以減少計算量。
操作步驟:在SpaceClaim/DM中選擇抽殼工具(Thin/Surface)。點擊目標面,設置厚度方向(例如3mm),生成殼模型。隱藏實體模型(快捷鍵F9),僅顯示殼結構。
幾何檢查:切換至線框模式(Wireframe),檢查自由邊(紅色顯示)。
展開 ANSYS-ICEM CFD, ANSYS WORKBENCH,ANSYS-CFX,的模型導入問題總結
abbr_NSYS, ANSYS-ICEM CFD, ANSYS WORKBENCH,ANSYS-CFX,的模型導入問題總結.part1.rar
abbr_NSYS, ANSYS-ICEM CFD, ANSYS WORKBENCH,ANSYS-CFX,的模型導入問題總結.part2.rar
abbr_NSYS, ANSYS-ICEM CFD, ANSYS WORKBENCH,ANSYS-CFX,的模型導入問題總結.part3.rar
abbr_NSYS, ANSYS-ICEM CFD, ANSYS WORKBENCH,ANSYS-CFX,的模型導入問題總結.part4.rar
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