ansys非穩(wěn)態(tài)溫度仿真的案例
ABAQUS非穩(wěn)態(tài)切削仿真實例
一直想寫一個關于ABAQUS非穩(wěn)態(tài)切削的例子，只因為忙，所以一直沒機會，近來也有很多人對ABAQUS經典例題3上的例子提出了很多問題，為此，今天在此介紹一下非穩(wěn)態(tài)切削的相關內容，主要針對仿真過程分析的要點進行一個闡述，同時回答一下大家的問題，我的理解也不一定正確，大家一起探討才能促進切削仿真的不斷進步。
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切削仿真軟件的比較：目前用于切削的軟件很多，如ABAQUS,LS-DYNA,DEFROM,ADVANTAGE,Marc等，ABAQUS的優(yōu)勢在于非線性處理能力強，有熱力耦合的直接分析步，可以對切削過程進行較為準確的仿真分析，目前國際上用的最多，而且由于ABAQUS可以利用子程序和python進行很多定制的開發(fā)，從而為問題的解決提供了更好的條件。LS-DYNA也可以用于切削分析，但是其擅長領域屬于碰撞等瞬態(tài)動力學分析，現(xiàn)在已經納入ANSYS麾下，Marc也是一款具有很好非線性的軟件，但是切削仿真遠沒有ABAQUS方便，而DEFORM在切削，軋制，滾壓等領域已經建立起相對完善的仿真界面，但是整體上計算結果好像與實際有些差距，其在切削領域采用的仍為網(wǎng)格重畫方法。而ADVANTAGE在切削領域算是最專業(yè)的了，這款軟件建立了龐大的切削數(shù)據(jù)庫，而且具有完善的切削，銑削，鉆削等加工方法的仿真分析，缺點是材料數(shù)據(jù)庫如果和他的數(shù)據(jù)有差異，可能比較麻煩。軟件就介紹到這里，下面主要針對ABAQUS的非穩(wěn)態(tài)切削做一下簡單的說明，希望能為切削領域探索的各位達人一點啟示吧！
展開 【CFD教程】3分鐘學會兩相流非穩(wěn)態(tài)水壩潰堤仿真
求解參數(shù)設置
雙擊 仿真> 求解控制 ，增大計算步數(shù)到10000步，勾選輸出迭代頻率，每300步保存一次結果。
圖10 求解控制設置
四、初始化及求解計算
1. 初始流場設置
雙擊 仿真> 初始化，剛才已經設置了水的位置，除水外，其它區(qū)域都是空氣。把空氣體積分設為1，水的改為0，如圖所示；
圖11 初始化設置
2.求解計算
選擇菜單欄 求解> 求解> 直接求解> 并行，開始計算。
圖12 運行求解器
圖13 選擇求解模式
五、后處理
1. 監(jiān)控曲線
點擊監(jiān)控，查看殘差曲線；
圖14 殘差曲線
2. 可視化結果
a. 創(chuàng)建面：單擊菜單欄 后處理> 面，Z法向，變量選擇密度，確定。紅色代表密度大，是水，藍色是空氣；
圖15 查看水流位置
b. 動畫：單擊菜單欄 后處理> 動畫，位置選剛剛創(chuàng)建的平面，點擊播放，可以看到水流過程了。
圖16 動畫展示
展開 ABAQUS非穩(wěn)態(tài)切削仿真實例
切削仿真軟件的比較：目前用于切削的軟件很多，如ABAQUS,LS-DYNA,DEFROM,ADVANTAGE,Marc等，ABAQUS的優(yōu)勢在于非線性處理能力強，有熱力耦合的直接分析步，可以對切削過程進行較為準確的仿真分析，目前國際上用的最多，而且由于ABAQUS可以利用子程序和python進行很多定制的開發(fā)，從而為問題的解決提供了更好的條件。LS-DYNA也可以用于切削分析，但是其擅長領域屬于碰撞等瞬態(tài)動力學分析，現(xiàn)在已經納入ANSYS麾下，Marc也是一款具有很好非線性的軟件，但是切削仿真遠沒有ABAQUS方便，而DEFORM在切削，軋制，滾壓等領域已經建立起相對完善的仿真界面，但是整體上計算結果好像與實際有些差距，其在切削領域采用的仍為網(wǎng)格重畫方法。而ADVANTAGE在切削領域算是最專業(yè)的了，這款軟件建立了龐大的切削數(shù)據(jù)庫，而且具有完善的切削，銑削，鉆削等加工方法的仿真分析，缺點是材料數(shù)據(jù)庫如果和他的數(shù)據(jù)有差異，可能比較麻煩。軟件就介紹到這里，下面主要針對ABAQUS的非穩(wěn)態(tài)切削做一下簡單的說明，希望能為切削領域探索的各位達人一點啟示吧！
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此次切削分析，不再建立基于切屑，分離層和工件的模型，整個工件采用一個長方形，而且不再采用ALE法則，本次切削采用拉格朗日準則+失效準則的方法建立切削仿真。下面就分為幾個部分分別介紹一下建模要點以及注意事項！
1.建模
建模過程其實沒什么說的，就是一個工件，一個刀具，工件在這里就采用普通的長方形，刀具為了考慮磨損的影響，設置了一定的磨損量。為了后面定義接觸和材料方便，在此采用網(wǎng)格劃分后的creat mesh part模型。
展開 有償流體仿真：35℃/60℃恒溫源給30平房子供暖穩(wěn)態(tài)溫度場對比
歡迎ansys/comsol/matlab的大佬嘗試：（有償任務，有意者可加微信詳談。VX：Heaven_hw_m 賀先生）
1.模型尺寸：房間：寬長高5m*6m*3m；一面有窗：寬高2m*1.5m。100w電熱膜(35℃恒溫源)：寬長0.3m*5m；200w電熱膜(60℃恒溫源)：寬長0.3m*5m；
2.鋪設情況和需求(冬季)：100w電熱膜，用20片滿鋪在這30平房間里；200w電熱膜，用10片均勻間鋪在這30平房間里；電熱膜上面鋪5公分厚的材料(模擬水泥漿和瓷磚等材料)，導熱系數(shù)/熱流密度可設一個恰當?shù)墓乐?，電熱膜下的平面設成絕熱；室內無通風，主導氣流是溫差引起的自然對流，考慮浮升力影響；帶窗戶那一面外墻定合適的外壁溫，窗戶材料的導熱系數(shù)可設一個合適的估值，其他面絕熱；
需要的結果：穩(wěn)態(tài)時的溫度場
(注：以上仿真約束條件可能不全)
展開 
CREO ANSYS Simulation 旋流分離器的穩(wěn)態(tài)仿真和瞬態(tài)仿真的區(qū)別
對于流體在旋流分離器內的仿真工作，要根據(jù)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(xiàn)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(wěn)態(tài)較合適，穩(wěn)態(tài)模式主要研究流體達到穩(wěn)定的“常態(tài)”之后所表現(xiàn)出來的物理特性。不考慮流體達到穩(wěn)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(wěn)定的流動狀態(tài)，無論何時，狀態(tài)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?！?，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(qū)別）。穩(wěn)態(tài)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(tài)的穩(wěn)定。所以仿真模式必須使用瞬態(tài)。瞬態(tài)仿真是建立在時間節(jié)點上的仿真，其仿真結果第一要素是時間。
瞬態(tài)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(xù)在一起，形成時間連續(xù)的動畫，如上圖，就是30個粒子瞬態(tài)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(tài)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(wěn)態(tài)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(wěn)定狀態(tài)。
展開 AnsysWB-IGBT芯片穩(wěn)態(tài)熱仿真 ￥30
絕緣柵雙極性晶體管模塊（IGBT模塊）因其能夠承受高電壓、導通強電流，同時快速切換兩種模式，成為大功率系統(tǒng)的熱門選擇。
該模塊由多個安裝在銅底板頂部的IGBT芯片組成，底部配有散熱器。在模塊中，電流因電阻損耗而產生熱量，這也被稱為焦耳熱。雖然散熱器以相對恒定的速率散熱，但模塊的開關以及隨后電流密度和熱源的增減會導致模塊以循環(huán)的方式加熱和冷卻。這種反復的熱膨脹和機械變形會導致機械疲勞[1]，特別是在鍵合線和芯片金屬化層之間的連接點處。
【ANSYS官方干貨】5G仿真·非規(guī)則陣列天線仿真新突破
ANSYS官方將特別推出一系列ANSYS網(wǎng)絡研討會，不僅包含ANSYS 2019 R3 新版本功能介紹，同時也包括最新的行業(yè)熱點解決方案，ANSYS將與各位深入探討行業(yè)熱點趨勢，諸如無人駕駛、PCB結構可靠性、天線設計、數(shù)字孿生等等。
在此系列網(wǎng)絡研討會結束后，ANSYS將官方抽取1名幸運者，TA將獲得華為最新發(fā)布的Mate 30 1臺！
本期研討會：《陣列仿真的新突破：非規(guī)則陣列仿真新方法》將于10月15日 20:00-21:00舉辦。
ANSYS官方高級工程師、5G專題『金牌講師』張旭主講！
掃碼免費報名
張旭老師在9月發(fā)布了5G仿真解決方案之相控陣仿真技術詳解 （可聯(lián)系微信客服：jishulink555 獲?。?，主要介紹了相控陣的仿真方法及各種方法的特點，其中就提到了有限大陣仿真方法 (Finite Array Domain Decomposition Method)。本文將介紹HFSS最新發(fā)布2019R3版本中新一代的有限大陣方法—基于3D 組件的有限大陣。
陣列天線的應用趨勢
陣列規(guī)模越來越大
5G通信中的關鍵技術之一Massive MIMO技術，就是通過增加基站天線集成的單元數(shù)目（64個、128個或者更多），從而實現(xiàn)增加信道容量。
展開 Ansys Lumerical | 光纖布拉格光柵溫度傳感器的仿真模擬
步驟2:EME-計算光柵的溫度相關透射/反射響應
我們分析了光柵在多個周期內的透射/反射值，模擬區(qū)域中只包括光柵的單個周期，但通過使用“周期性”和“波長掃描”特征可以獲得長光柵的寬帶響應。然后，我們掃描溫度，并將傳輸/反射響應導出為S參數(shù)，S參數(shù)可用于隨后的電路模擬。
布拉格波長與溫度的關系如圖顯示，相對于室溫下的值，其在1.000攝氏度時偏移15.6納米。
還可以得到光柵在給定溫度范圍內的靈敏度。靈敏度定義如下：
考慮到參考文獻中缺乏有關材料的信息，模擬的靈敏度（9.4 pm/℃）與公布的結果(7.2 pm/℃)存在差異。這種差異可能主要來自材料參數(shù)的差異，而參考文獻中并未完全提供這些參數(shù)。
該腳本還提取與溫度相關的S參數(shù)，并將其保存為S參數(shù)文件格式（fbg_S_param_T.dat），以便在下一步進行 interconnect 電路模擬。
步驟3：INTERCONNECT-光子電路模擬
使用光學時間調制 S 參數(shù)元件將與溫度相關的S參數(shù)導入 INTERCONNECT，用于模擬 FBG 溫度傳感器。我們掃描溫度并測量傳感器在不同溫度下的反射光譜。當需要附加 PIC 元件對 FBG 的整體性能的影響時，該電路模型仿真是有用的。
FBG 溫度的電路模擬需要三個要素：
1、光網(wǎng)絡分析儀（ONA），既可作為光源又可作為檢測器。
2、代表 FBG 溫度傳感器的光學時變 S 參數(shù)元件。
3、用作溫度控制器并連接到 FBG 溫度傳感器元件的直流電源。
下圖為電路仿真的原理圖設計。按下運行按鈕，模擬將計算溫度傳感器在25°C室溫下的反射光譜。
展開 基于ANSYS/LS-DYNA非線性彈簧振子仿真
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參考文獻：
[1] 基于ANSYS的非線性彈簧振子動力學仿真
[2] ANSYS14.5/LS-DYNA非線性有限元分析實例指導教程
來源：CAE學習
基于Fluent與ANSYS workbench的齒輪箱熱固耦合溫度場仿真案例
軸承和軸在仿真中的意義也不明顯，因此我們都予以簡化。
分析傳熱模型，齒輪摩擦生熱是熱源，這些熱量通過幾種方式傳播：
1.熱傳導——從齒緣往齒輪中心傳導
2.熱對流——齒輪和潤滑油，潤滑油和空氣，又稱為共軛傳熱
3.熱輻射——溫度不高，輻射量小可忽略
因此，滑油和空氣是傳熱的介質，必須在模型中考慮進去（事實上這部分傳熱達到91%）。滑油和空氣是兩相，因此要使用到fluent的多相流模型；要模擬甩油過程，要使用動網(wǎng)格模型；要模擬傳熱過程，利用fluent內建的傳熱模型。這三者是本案例的核心。
這里不得不提到兩位外國學者，Guillaume Houzeaux對齒輪泵進行了仿真，并且關注局部網(wǎng)格，這可能是最早對齒輪+流體進行仿真；而F.Lemfeld率先采用兩相流模型捕捉了齒輪箱內的流體瞬態(tài)變化情況，但他在網(wǎng)格方面的處理比較簡單，對齒輪齒形進行了切除，同時使用一定的壁面粗糙度值模擬齒形的存在，使齒輪能夠甩油。
說了這么多廢話，現(xiàn)在回到主題。
圖3 流固熱耦合仿真流程
本例需要用到的模塊包括fluent模塊，其中又集成了ansys自帶的幾何處理與網(wǎng)格劃分工具。后面與fluent共享結果的是穩(wěn)態(tài)熱分析模塊，以及靜力結構模塊，用來分析熱應力對結構的影響，如用來分析熱變形，限于篇幅本例不涉及。本例實際流程可以簡化如下，我個人喜歡拆分不同的模塊，這樣方便“故障隔離”:
圖4 流體仿真流程
一、模型簡化與網(wǎng)格劃分
由于復雜的三維結構會增加網(wǎng)格劃分的難度，會導致網(wǎng)格數(shù)目的無謂增加，加大計算量，因此對齒輪減速器三維模型進行簡化：殼體的凸臺、通孔、墊圈等予以去除；統(tǒng)一壁面厚度；滾動軸承結構在對應位置采取同心圓環(huán)來表示，方便施加熱流。這里的模型簡化工作是用SpaceClaim做的。
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