ansys壓縮支撐的案例
ANSYS Fluent 壓縮機仿真｜離心壓縮機計算
本案例演示利用Fluent計算離心式壓縮機內(nèi)部流程并實現(xiàn)參數(shù)化的一般流程。
1 問題描述
要計算的壓縮機如下圖所示。
其包含6個主葉片及6個分流葉片，只計算單流道模型，如下圖所示。
流體介質(zhì)為空氣，葉輪轉(zhuǎn)速155733 rpm，沿z軸旋轉(zhuǎn)。
2 計算流程
啟動Workbench，讀取文件
TurbochargerCompressorFluentStartingPoint.wbpz
添加Fluent模塊，計算模塊如下圖所示
雙擊
D2單元格進(jìn)入Fluent
3 Fluent計算
3.1 General設(shè)置
進(jìn)入
General設(shè)置面板，保持默認(rèn)設(shè)置
設(shè)置
angular-velocity的單位為
rev/min
3.2 Models設(shè)置
開啟能量方程
選擇使用
SST k-omega湍流模型
3.3 Materials設(shè)置
指定密度為
ideal-gas，指定粘度為
sutherland
Sutherland對話框采用默認(rèn)設(shè)置。
展開 ANSYS CFX 壓縮機仿真-離心壓縮機葉輪
本文利用CFX模擬離心壓縮機葉輪的氣動性能。
注：本文采用CFX 2019R2進(jìn)行演示
1 幾何模型
幾何模型來自ANSYS-CFX的教程文檔。下圖是幾何模型的示意圖。這個葉輪有24個葉片，以22360rpm的轉(zhuǎn)速繞Z軸旋轉(zhuǎn)。
△ 幾何模型示意圖
2 BladeGen定義幾何
啟動Workbench 2019 R2，將BladeGen模塊拖入工程視圖，右擊
A2：Blade Design→Properties，在屬性面板中設(shè)置如下圖所示
△ 屬性設(shè)置
加載創(chuàng)建好的葉輪。
Ansys行業(yè)大講堂 | 平臺支撐下的仿真協(xié)同與設(shè)計優(yōu)化
Ansys高度可擴展和可配置平臺解決方案可對工程業(yè)務(wù)進(jìn)行仿真和優(yōu)化，推動創(chuàng)新設(shè)計探索和產(chǎn)品性能提升，通過多物理場仿真、創(chuàng)建可擴展的仿真環(huán)境、以及提高工程協(xié)作等維度，極大地改善企業(yè)在設(shè)計、開發(fā)和運營新一代產(chǎn)品的方式。
6月19日，Ansys行業(yè)應(yīng)用大講堂第六講『平臺支撐下的仿真協(xié)同與設(shè)計優(yōu)化』將作為該系列的收官之作上線，歡迎大家報名參加！4月底全新開啟的系列Ansys行業(yè)應(yīng)用大講堂——仿真體系建設(shè)驅(qū)動數(shù)字創(chuàng)新，以仿真體系建設(shè)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)地剖析仿真技術(shù)在5G、電氣化、自動駕駛、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的前沿趨勢和成功案例。
第六講：
平臺支撐下的仿真協(xié)同與設(shè)計優(yōu)化
主題簡介
仿真技術(shù)在產(chǎn)品研發(fā)過程被廣泛使用，其應(yīng)用的深度和廣度都在不斷拓展。在仿真規(guī)模不斷擴大的情況下，如何支持?jǐn)?shù)據(jù)管理與知識積累，協(xié)調(diào)仿真與設(shè)計、試驗等相關(guān)團隊間的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，規(guī)范其業(yè)務(wù)流程，實現(xiàn)仿真與研發(fā)創(chuàng)新過程的真正融合，成為行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)需要探討的方向。企業(yè)級仿真平臺作為解決這一系列問題的不二之選，近年來得到了長足的發(fā)展。
針對仿真問題本身，面對產(chǎn)品設(shè)計日趨智能化/復(fù)雜化的挑戰(zhàn)，多物理多維度CAE和CAD軟件并存成為普遍現(xiàn)狀，工程師在軟件接口、技巧學(xué)習(xí)的時間投入日漸增加，如何實現(xiàn)仿真流程的集成、仿真標(biāo)準(zhǔn)化和自動化、多學(xué)科優(yōu)化成為大家的關(guān)注點。
展開 【Ansys行業(yè)大講堂】平臺支撐下的仿真協(xié)同與設(shè)計優(yōu)化
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Warning | 固定支撐約束在ANSYS有限元計算中的三大注意事項
固定支撐是在結(jié)構(gòu)有限元中，大家最常用的一種約束條件。如圖1所示給出了設(shè)置固定支撐操作的方法。
圖1 設(shè)置固定支撐操作方法
固定支撐約束，可以應(yīng)用在點，線和面特征上。固定支撐表示被約束為位置為剛性，但是在現(xiàn)實工程結(jié)構(gòu)中，根本不存在完全剛性的約束，因此固定支撐約束是一種理想約束。在實際計算中，用戶應(yīng)該注意以下幾點：
固定約束附近的應(yīng)力不準(zhǔn)確，不能作為產(chǎn)品強度評估的依據(jù)
這個理論依據(jù)是圣維南原理，其實固定約束是一種等效約束，它會約束附近的應(yīng)力有顯著影響，但是遠(yuǎn)離約束位置的應(yīng)力時可信的。如圖2給出了拉伸載荷作用下的軸的有限元計算模型，該模型的截面積1.2503e-005m^2,軸力為10N，則軸向應(yīng)力7.99e5Pa。
圖2 拉伸載荷作用下的軸的有限元計算模型
圖3給出了軸向應(yīng)力云圖，通過計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，固定約束位置的應(yīng)力明顯大于理論解答，而遠(yuǎn)離固定支撐的位置與理論解基本一致，大約為7.96e5Pa，但是目前固定支撐約束的影響范圍，目前還無法通過理論確定，因此在工程應(yīng)用中，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)對比確定合理的計算結(jié)果。
圖3 軸向應(yīng)力云圖
固定支撐約束附近不要進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化
因為隨著網(wǎng)格細(xì)化，固定支撐約束位置的應(yīng)力是奇異的。如圖4給出了多次細(xì)化后的軸向應(yīng)力云圖，由圖可知，細(xì)化后，固定支撐約束位置的應(yīng)力迅速上升。
展開 【實際項目】基于ANSYS某超高層大型深基坑支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算分析
該區(qū)域典型地質(zhì)剖面圖如下：
砂巖原狀斷面特寫圖如下：
本基坑平面較為規(guī)則，采用平面框架方法進(jìn)行支撐結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算，支撐位置選取第二道支撐，軟件采用ANSYS。
相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸如下：
環(huán)梁：1600mmX800mm
圍檁：1200mmX800mm
立柱：700mmX700mm
連系桿件：400mmX400mm\500mmX500mm
結(jié)構(gòu)采用梁單元beam4進(jìn)行模擬，邊界平行于XY平面考慮采用土彈簧進(jìn)行模擬，土彈簧采用combin39,通過對單元關(guān)鍵項的設(shè)置以及F-D曲線的設(shè)置實現(xiàn)單向受壓功能。土彈簧地基反力系數(shù)根據(jù)經(jīng)驗取值20MPa。
支撐結(jié)構(gòu)整體平面布置如下所示：
支撐結(jié)構(gòu)所受線荷載最后折算為340KN/m,加載示意圖如下：
結(jié)構(gòu)約束圖：如下
結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算結(jié)果
結(jié)構(gòu)彎矩圖：
結(jié)構(gòu)軸力圖：
結(jié)構(gòu)剪力圖
結(jié)構(gòu)位移云圖
從圖中可見，在棧橋與環(huán)梁和圍檁相連處桿件所受彎矩和軸力較大，此處桿件應(yīng)進(jìn)行加強設(shè)計。其余部分桿件可通過后處理提取內(nèi)力值按構(gòu)件設(shè)計方法進(jìn)行截面配筋設(shè)計。
結(jié)語：基坑計算考慮的因素較多，目前尚沒有一套完整的體系來恒定計算結(jié)果是否正確，只能根據(jù)相應(yīng)的工程經(jīng)驗來判定。故在實際工程中，項目經(jīng)驗尤為重要。
展開 ANSYS CFX-壓縮機CFD仿真流程
，所以我們需要激活可壓縮的流動模型。
ANSYS Fluent驗證案例：軸流壓縮機
本案例計算單級軸流壓縮機內(nèi)部流場，并驗證出口壓力及流量。
1 問題描述
計算模型如圖所示。
采用單個轉(zhuǎn)子葉片與單個定子葉片進(jìn)行計算，利用旋轉(zhuǎn)參考系模型模擬轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，計算參數(shù)如表所示。
采用穩(wěn)態(tài)、湍流計算，考慮氣體的可壓縮性，利用理想氣體模型計算密度。
2 Fluent設(shè)置
2.1 Models設(shè)置
右鍵選擇模型樹節(jié)點Models > Energy，點擊彈出菜單項On打開能量模型
右鍵選擇模型樹節(jié)點Model > Viscous，點擊彈出菜單項Model → Standard k-epsilon開啟湍流模型
2.2 Materials
鼠標(biāo)雙擊模型樹節(jié)點Materials > Fluid > air，彈出材料屬性設(shè)置對話框，如下圖所示進(jìn)行設(shè)置
2.3 Cell Zone Conditions
鼠標(biāo)雙擊模型樹節(jié)點Cell Zone Conditions > fluid-rotor，彈出對話框中激活選項Frame Motion
設(shè)置Rotational Velocity為-37500 rpm，設(shè)置Rotation-Axis Direction為X軸方向，如下圖所示
注：旋轉(zhuǎn)方向根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸方向及旋轉(zhuǎn)速度，由右手定則來確定。
展開 ANSYS Workbench 中鋼管的壓縮變形分析 ￥20
本實例主要講解了在ANSYS Workbench中如何采用非線性技術(shù)計算壓縮變形問題。本實例以一根空心鋼管為例施加一平板來壓扁鋼管，獲取相應(yīng)的壓縮變形量和應(yīng)力分布。
關(guān)于非線性分析，主要是材料的非線性和接觸非線性，本實例采用等向強化材料模型來模擬應(yīng)力應(yīng)變曲線。相應(yīng)的設(shè)置接觸參數(shù)使之容易收斂。
1.材料，采用多線性來模擬，
2.將壓板設(shè)置為剛體，不參與變形
3.將所有模型取一般分析，設(shè)置對稱方式，
4.設(shè)置多步載荷，實現(xiàn)壓板的下移與上移
5.提取結(jié)果，查看應(yīng)力或應(yīng)變
該實例可以較好的在ANSYS Workbench中完成塑形的仿真，對于超過屈服強度的仿真有一定的指導(dǎo)意義
下面的ANSYS Workbench計算源文件包括設(shè)置方法和流程
展開 ANSYS Forte對容積式壓縮機的仿真優(yōu)勢及應(yīng)用
容積式壓縮機內(nèi)部涉及到可壓縮的高流速動與多相流，由于相間作用復(fù)雜、界面捕捉困難、氣液比高等問題，通過仿真解決壓縮機內(nèi)部的多相流問題存在較大困難，另外壓縮機運行過程中存在的共軛傳熱、流固耦合等問題，均對CFD求解器在求解設(shè)置和收斂性上有較高要求。
壓縮機的運行是一個動態(tài)過程，因此在模擬時多采用非穩(wěn)態(tài)的仿真計算，但由于較小的時間步長和比較大的求解區(qū)域，會導(dǎo)致計算時間長、計算量大等問題；同時想要得到動態(tài)的溫度和壓力分布，后處理也會較為復(fù)雜。
ANSYS Forte在容積式壓縮機仿真中的優(yōu)勢
傳統(tǒng)的ANSYS CFX 或 ANSYS Fluent對容積式壓縮機的仿真均采用動網(wǎng)格來處理，即在每一個時間步長下網(wǎng)格的節(jié)點位置更新一次。ANSYS Forte在求解時采用3D瞬態(tài)可壓縮的流動，網(wǎng)格自動生成且不需要提前生成網(wǎng)格，可用于計算往復(fù)式活塞壓縮機、螺桿式壓縮機和渦旋式壓縮機等多種壓縮機形式。
在仿真過程當(dāng)中，F(xiàn)orte可以自動檢測面與面之間小的間隙并進(jìn)行網(wǎng)格加密處理，同時采用經(jīng)驗間隙模型（Empirical gap model）來補償間隙中分辨率差的網(wǎng)格。當(dāng)研究間隙大小對壓縮機的性能影響時，我們不需重新建立不同間隙大小的幾何模型，來對比不同尺寸下的間隙流動特征，而直接通過基于泊肅葉流動剪切應(yīng)力的經(jīng)驗間隙模型來得到間隙內(nèi)的流動特征，從而解決了間隙網(wǎng)格質(zhì)量差帶來的問題，同時不影響計算速度以及精度。
ANSYS Forte推薦采用Ensight對計算結(jié)果進(jìn)行后處理，瞬態(tài)計算過程中，計算結(jié)果可直接立刻動態(tài)傳輸給Ensight進(jìn)行分析，從而得到詳細(xì)的溫度以及壓力場信息等，同時還可以查看任意位置的網(wǎng)格特征。
展開 如何在ANSYS workbench打開壓縮文件并查看結(jié)果
如何在ANSYS workbench打開壓縮文件并查看結(jié)果
之前講到workbench可以壓縮文件，那么如何打開文件查看結(jié)果呢？默認(rèn)的方法是只有圖片數(shù)據(jù)，只能看，沒有變形等結(jié)果，重新添加結(jié)果無效，那就需要重新計算了
1.直接雙擊之前生成的wbpz文件，或者workbench界面點擊file\restore,后面的警告全部忽略，打開后最好另存一下文件到指定位置，否則默認(rèn)的是臨時文件夾，點擊保存后其文件還是wbpz文件，這個和版本相關(guān)
2.點擊需要的模塊，在setup上雙擊，或者右鍵\edit,打開分析模塊，如果之前保存的時候保留了求解結(jié)果，那么可以直接查看后續(xù)的結(jié)構(gòu)變形等結(jié)果
3.如果之前的結(jié)果是刪除的，需要重新求解結(jié)果，點擊sloution，右鍵清空結(jié)果，之后點擊solve，重新計算即可
4.結(jié)果中的deformation為變形，stress為應(yīng)力，strain為應(yīng)變
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作者：大龍貓 公眾號：CAE_ANSYS
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ANSYS Fluent案例｜利用Turbo流程計算壓縮機性能
不過我想，有了這玩意兒，ANSYS是嫌CFX死得不夠快么。
案例下載鏈接：https://pan.baidu.com/s/19RNpI0Gpy_T-mayE1UMcPg?pwd=cqsq 提取碼：cqsq
”
文章來源：CFD之道
如何在ANSYS workbench中壓縮文件
當(dāng)然是壓縮文件了，壓縮文件需要注意以下幾點
1.需要壓縮的文件包括 名稱.wbpj和名稱_files文件夾，適用常規(guī)的壓縮文件工具進(jìn)行壓縮即可
2.以上方法也可以在workbench界面下，點擊file\archive來適用workbench自帶的壓縮工具完成
3.選擇保存位置，選項中全部不要勾選，或者根據(jù)需要保存結(jié)果文件和外部輸入文件，之后點擊archive確定即可，生成壓縮文件wbpz格式，該方法不需要手動清空文件夾中的rst文件，直接保留所有的設(shè)置，方法簡單.
4.如果基于以上方法壓縮的文件還是過大，主要原因是網(wǎng)格文件沒有默認(rèn)被刪除，需要手動刪除，如圖所示，點擊網(wǎng)格，右鍵清空文件數(shù)據(jù)，同樣在結(jié)果中點擊右鍵清空結(jié)果文件，之后進(jìn)行以上的方法進(jìn)行壓縮，最終形成wbpz文件
5.打開時候很簡答，直接雙擊打開即可，或者workbench界面，點擊file—restore archive，不知道的如何查看結(jié)果的請查看下一篇文章
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作者：大龍貓 公眾號：CAE_ANSYS
展開 ANSYS Forte對容積式壓縮機的仿真優(yōu)勢及應(yīng)用
容積式壓縮機內(nèi)部涉及到可壓縮的高流速動與多相流，由于相間作用復(fù)雜、界面捕捉困難、氣液比高等問題，通過仿真解決壓縮機內(nèi)部的多相流問題存在較大困難，另外壓縮機運行過程中存在的共軛傳熱、流固耦合等問題，均對CFD求解器在求解設(shè)置和收斂性上有較高要求。
壓縮機的運行是一個動態(tài)過程，因此在模擬時多采用非穩(wěn)態(tài)的仿真計算，但由于較小的時間步長和比較大的求解區(qū)域，會導(dǎo)致計算時間長、計算量大等問題；同時想要得到動態(tài)的溫度和壓力分布，后處理也會較為復(fù)雜。
ANSYS Forte在容積式壓縮機仿真中的優(yōu)勢
傳統(tǒng)的ANSYS CFX 或 ANSYS Fluent對容積式壓縮機的仿真均采用動網(wǎng)格來處理，即在每一個時間步長下網(wǎng)格的節(jié)點位置更新一次。ANSYS Forte在求解時采用3D瞬態(tài)可壓縮的流動，網(wǎng)格自動生成且不需要提前生成網(wǎng)格，可用于計算往復(fù)式活塞壓縮機、螺桿式壓縮機和渦旋式壓縮機等多種壓縮機形式。
在仿真過程當(dāng)中，F(xiàn)orte可以自動檢測面與面之間小的間隙并進(jìn)行網(wǎng)格加密處理，同時采用經(jīng)驗間隙模型（Empirical gap model）來補償間隙中分辨率差的網(wǎng)格。當(dāng)研究間隙大小對壓縮機的性能影響時，我們不需重新建立不同間隙大小的幾何模型，來對比不同尺寸下的間隙流動特征，而直接通過基于泊肅葉流動剪切應(yīng)力的經(jīng)驗間隙模型來得到間隙內(nèi)的流動特征，從而解決了間隙網(wǎng)格質(zhì)量差帶來的問題，同時不影響計算速度以及精度。
ANSYS Forte推薦采用Ensight對計算結(jié)果進(jìn)行后處理，瞬態(tài)計算過程中，計算結(jié)果可直接立刻動態(tài)傳輸給Ensight進(jìn)行分析，從而得到詳細(xì)的溫度以及壓力場信息等，同時還可以查看任意位置的網(wǎng)格特征。
展開 ANSYS CFX 離心式壓縮機建模及網(wǎng)格劃分
一、ANSYS Blade Modeler
Vista 1D Design Tools
Vista AFD -Axial Fans Design，軸流風(fēng)機設(shè)計
Vista CCD -Centrifugal Compressor Design，離心壓縮機設(shè)計
Vista CPD - Centrifugal Pump Design，離心泵設(shè)計
Vista RTD - Axial turbines Design，軸流渦輪設(shè)計
BladeGen
DesignModele-BladeEditor，DM插件
Need ANSYS BladeModeler+ANSYS DesignModeler licenses
二、TurboGrid 網(wǎng)格工具
三、Vistal TF 二維仿真工具
四、ANSYS CFX三維仿真工具
五、離心壓縮機建模及網(wǎng)格劃分實例
1、
在ANSYS Workbench2019R3平臺下，啟動離心式壓縮機1D設(shè)計軟件Vista CCD，輸入壓縮機相關(guān)參數(shù)，點擊Calculate，完成離心式壓縮機設(shè)計
；
2、計算得到壓縮機功率為9.76KW；
3、右鍵A2單元，創(chuàng)建一個新的 BladeGen模塊，拖拽TurboGrid進(jìn)行鏈接，啟動TurboGriD網(wǎng)加載幾何模型；
4、雙擊Mesh Date，設(shè)置單元網(wǎng)格節(jié)點30萬，取消Target Max Expansion Rate,
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