ansys自由液面
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-08
ansys自由液面的視頻教程
基于STAR-CCM+的旋轉(zhuǎn)機(jī)械計(jì)算流程講解演示——以自由液面下旋轉(zhuǎn)螺旋槳數(shù)值計(jì)算為例
基于STAR-CCM+的旋轉(zhuǎn)機(jī)械計(jì)算流程講解演示——以自由液面下旋轉(zhuǎn)螺旋槳數(shù)值計(jì)算為例 適用人群：船舶工程在讀學(xué)生，計(jì)算流體從業(yè)者等 基于STAR-CCM+的旋轉(zhuǎn)機(jī)械計(jì)算流程講解演示——以自由液面下旋轉(zhuǎn)螺旋槳數(shù)值計(jì)算為例（免費(fèi)）【已結(jié)束】 直播時(shí)間：2023-05-11 19:30 直播內(nèi)容： 以STAR-CCM+計(jì)算流體力學(xué)軟件為工具，對(duì)自由液面下的螺旋槳旋轉(zhuǎn)過程進(jìn)行數(shù)值模擬
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Workbench零件自由模態(tài)分析——AnsysWorkbench模態(tài)分析
后續(xù)誒藍(lán)科技還會(huì)陸續(xù)上傳AnsysWorkbench模態(tài)分析的課程。包括單零件體、裝配體等，包括自由模態(tài)、約束模態(tài)、有預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析等，進(jìn)行詳細(xì)的講解。歡迎大家持續(xù)關(guān)注。 ?視頻中所用到的所有源文件下載地址 ?鏈接：http://pan.baidu.com/s/1bp3kXUR 密碼：a2xn
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ansys自由液面的實(shí)例教程
攪拌器槳葉高速旋轉(zhuǎn)帶來的漩渦，部分樣式攪拌雖然可以通過公式估算，但更多的攪拌器需要通過仿真方式來獲得。
該案例采用STAR-CCM+2402版本軟件，通過內(nèi)置的參數(shù)化建模工具3DCAD構(gòu)建了整個(gè)模型，運(yùn)用剛體運(yùn)動(dòng)和多相流VOF模型相互結(jié)合，通過瞬態(tài)求解的方式，獲得攪拌器漩渦的發(fā)展變化過程，為后續(xù)攪拌器設(shè)計(jì)以及參數(shù)選擇提供參考。
可以通過分析模型文件，獲得求解思路。
包含兩個(gè)模型文件，其中之一為中心攪拌，另一為偏置攪拌。可以通過求解獲得歷史文件，然后生成動(dòng)畫。
3d沒有好描述和說明的，特別說明2d的設(shè)置和應(yīng)用，其實(shí)2d的應(yīng)用最好還是在自由表面中的應(yīng)用較多（xflow計(jì)算案例，例如Rayleigh-Taylor不穩(wěn)定性、液滴、噴墨等），2d是在3d基礎(chǔ)上去掉寬度方向計(jì)算，在xflow中即設(shè)定計(jì)算平面為x-y（z=0）平面二維模型。X為模型長(zhǎng)度，y為模型高度。
2. 原則
在用xflow solver求解自由表面問題時(shí)，無論二維還是三維計(jì)算模擬，必須保證模擬模型的垂直方向和Y-axis完成平行一致，因?yàn)閤flow求解器默認(rèn)y-axis為最佳液面高度定義方式。
3. Free surface external
流體水槽默認(rèn)按照X軸流動(dòng)，-x /+y默認(rèn)為流體域入口，+X為出口，-Y為地面，-z/+z為對(duì)稱循環(huán)。需要設(shè)定的值：
入口的初始速度（velocity law at the inlet）
水流初始表面(water initial surface)
入口水表面函數(shù)（water inlet wave function）表示出口處自由表面的位置，其可以為常數(shù)或者為時(shí)間的函數(shù)。
設(shè)置最直接的方式就是水槽及表面邊界條件導(dǎo)向功能來設(shè)置上面的所有值，包括虛擬模
擬水槽的大小設(shè)置。
圖3-1 自由表面水波設(shè)置向?qū)?如圖3-1向?qū)D所示，需要設(shè)置的參數(shù)有水槽的長(zhǎng)度、高度、寬度、水槽內(nèi)水深度、水流動(dòng)速度、水波幅度、水波頻率。
設(shè)置完后在環(huán)境設(shè)置相應(yīng)相就自動(dòng)生成函數(shù)表達(dá)式，當(dāng)然每個(gè)參數(shù)也可以根據(jù)需要自定義相關(guān)特殊函數(shù)表達(dá)式。
對(duì)于五階斯托克斯模型請(qǐng)參考相關(guān)手冊(cè)和專業(yè)書籍。
4. Free surface internal
內(nèi)部自由表面流動(dòng)，需要用戶去定義各個(gè)外部表面邊界條件和初始液位高度。
5.
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此外，COMSOL Multiphysics 中的動(dòng)網(wǎng)格方程無法處理自由液面的拓?fù)渥兓热缙扑椴ā?在某種程度上，相比于水平集和相場(chǎng)法，利用動(dòng)網(wǎng)格方法為自由液面建模顯得更加簡(jiǎn)單干脆，因?yàn)槿缜拔乃觯覀兛梢灾苯訉⒈砻鎻埩捌渌砻媪τ米鬟吔鐥l件。不求解自由液面上方空氣域內(nèi)的流體流動(dòng)有利于大大提高計(jì)算速度，因?yàn)榧{維-斯托克斯系統(tǒng)的自由度數(shù)量幾乎減少到基于場(chǎng)的方法的一半。在這種情況下，我們之所以忽略空氣域的影響，是因?yàn)樗涂諝獾拿芏扰c動(dòng)力粘度比值很大。所造成的差異將在下一節(jié)中詳述。
比較動(dòng)網(wǎng)格與相場(chǎng)法的結(jié)果
下圖比較了分別使用動(dòng)網(wǎng)格與相場(chǎng)法計(jì)算的自由液面。我們可以看到兩種方法的結(jié)果非常一致，自由液面的形狀和速度場(chǎng)的流線都很相似。
不過模型并非完全相同。在相場(chǎng)法的案例中，自由液面上方的空氣域在液面上產(chǎn)生了微小的阻尼效應(yīng)，而動(dòng)網(wǎng)格案例中不存在空氣域，并且液面只“看見”流體表面上氣壓恒定不變。換句話說，動(dòng)網(wǎng)格案例中的自由液面不必移動(dòng)空氣，并且可以利用這種能量使水波更高，表面波動(dòng)更大。
使用兩相流動(dòng)網(wǎng)格接口（左）和相場(chǎng)方法（右）計(jì)算得到的不同時(shí)間下的自由液面形狀和速度場(chǎng)。
下方動(dòng)畫展示了利用動(dòng)網(wǎng)格方法求得的動(dòng)態(tài)自由液面，我們可以將它與上一篇中只用相場(chǎng)法生成的動(dòng)畫作比較。可以清晰地看到，與相場(chǎng)動(dòng)畫相比，自由液面的波動(dòng)幅度更大，反應(yīng)也更快。這可能是因?yàn)閯?dòng)網(wǎng)格中沒有空氣域，而水平集和相場(chǎng)方法中的空氣域會(huì)阻礙自由液面運(yùn)動(dòng)。
利用動(dòng)網(wǎng)格方法獲得的自由液面動(dòng)畫。
我們還可以將默認(rèn)的自由液面動(dòng)網(wǎng)格功能與兩相流動(dòng)網(wǎng)格 接口進(jìn)行比較，后者能夠分析液相和氣相的流場(chǎng)。可以看到，不管是包含兩相的動(dòng)網(wǎng)格，還是相場(chǎng)法，流場(chǎng)和速度矢量的大小都非常相似。對(duì)于三種情況（動(dòng)網(wǎng)格、相場(chǎng)及包含兩相的動(dòng)網(wǎng)格），自由液面的形狀均相似，但是在此例中，兩個(gè)動(dòng)網(wǎng)格案例所對(duì)應(yīng)的形狀更加相似。
展開 攪拌設(shè)備
對(duì)攪拌設(shè)備進(jìn)行仿真，并且完成與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證：下圖是攪拌轉(zhuǎn)速為90rpm時(shí)，化妝品攪拌過程中自由液面狀態(tài)的對(duì)比：
攪拌過程對(duì)比
同時(shí)，在不同液體、不同混合體積的條件下，對(duì)比攪拌時(shí)自由液面的深度：
自由液面深度對(duì)比
通過上述驗(yàn)證試驗(yàn)表明，Particleworks可以很好模擬攪拌設(shè)備的攪拌過程。在此基礎(chǔ)上，對(duì)2種不同攪拌葉片的攪拌性能進(jìn)行仿真對(duì)比，完成攪拌設(shè)備的升級(jí)、選型。
不同攪拌設(shè)備攪拌過程對(duì)比
10、醫(yī)療行業(yè)：吞咽模擬
輔食對(duì)于病人、嬰兒、老人等弱勢(shì)人群都是很重要的食物，為避免食用過程中發(fā)生窒息的風(fēng)險(xiǎn)，需要了解、預(yù)測(cè)此類人群吞食輔食的過程，提前規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)；可以基于Particleworks完成3D-吞咽模型模擬整個(gè)過程。
3D-吞咽模擬器
Particleworks軟件中，構(gòu)建3D-吞咽的模型，輔食可以設(shè)置為非牛頓流體；調(diào)整輔食的粘度，對(duì)比不同稠度的輔食在人體食道中的流動(dòng)過程。通過觀察輔食流動(dòng)是否是成一簇的形態(tài)，評(píng)估合適的稠度。
軟件模擬結(jié)果
作者：無網(wǎng)格粒子 仿真 xiu專欄作者
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ansys自由液面的最新內(nèi)容
基于ANSYS apdl參數(shù)化建模
三維模型
線框模型
自重及預(yù)應(yīng)變下的y方向變形云圖
編輯
跳轉(zhuǎn)
10 月 24 日 · 線下零距離 · 與 Ansys Fellow 朱永誼博士面對(duì)面
當(dāng)產(chǎn)品復(fù)雜度從“零件”躍遷到“系統(tǒng)”，有限元模型動(dòng)輒上億自由度，接觸對(duì)數(shù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。如何讓“超大規(guī)模裝配模型在 8 小時(shí)內(nèi)完成建模-求解-校核”成為日常，而非傳奇？
10 月 24 日（周五）下午，Ansys 總部院士朱永誼博士首次線下開講，帶來四大“黑科技”：
1
概要
本文專門介紹使用單點(diǎn)金剛石車床加工自由曲面的主要可制造性參數(shù)，解釋了可制造性參數(shù)如何與儀器參數(shù)相關(guān)聯(lián)，并展示了如何在 OpticStudio 中檢查和控制這些可制造性參數(shù)。此外，還解釋了如何處理其考察區(qū)域外的自由曲面的行為。例如，使用塑料自由曲面透鏡（Alvarez透鏡元件）等。
表面參數(shù)控制
鏡頭加工中需要進(jìn)行控制的表面參數(shù)將取決于加工方法和設(shè)備。加工塑料光學(xué)元件最流行和最廣泛使用的方法之一是使用
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在OpticStusio的序列和非序列模式中，我們可以使用各式的工具進(jìn)行自由曲面的光學(xué)設(shè)計(jì)。本文中，我們提供了一個(gè)以切比雪夫多項(xiàng)式表面（Chebyshev Polynomial surface）設(shè)計(jì)出離軸拋物面的范例，且此系統(tǒng)是在系列模式中進(jìn)行設(shè)計(jì)的。另外，在OpticStudio的序列模式中有超過20種自由曲面供選擇，本文將提到鏡頭數(shù)據(jù)編輯器（Lens Data
攪拌器槳葉高速旋轉(zhuǎn)帶來的漩渦，部分樣式攪拌雖然可以通過公式估算，但更多的攪拌器需要通過仿真方式來獲得。
該案例采用STAR-CCM+2402版本軟件，通過內(nèi)置的參數(shù)化建模工具3DCAD構(gòu)建了整個(gè)模型，運(yùn)用剛體運(yùn)動(dòng)和多相流VOF模型相互結(jié)合，通過瞬態(tài)求解的方式，獲得攪拌器漩渦的發(fā)展變化過程，為后續(xù)攪拌器設(shè)計(jì)以及參數(shù)選擇提供參考
jiangyemotaifenxi.avi
初學(xué)ANSYS的自由模態(tài)分析：
槳葉的自由模態(tài)分析：
槳葉形狀如圖所示，尺寸為29寸逆槳。
材質(zhì)預(yù)設(shè)為Structural steel。
任何物體在自由狀態(tài)下都存在 6 個(gè)剛體運(yùn)動(dòng) - 三個(gè)方向的平移和三個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。如果不施加任何約束進(jìn)行模態(tài)分析，則至少會(huì)出現(xiàn) 6 個(gè)零頻率，稱為剛體模態(tài)。
槳葉的前六階為零頻和接近零頻
ANSYS Fluent 邊界條件outflow自由出口的介紹及使用。
一、outflow簡(jiǎn)介
當(dāng)出口壓力與速度均未知時(shí)，可以使用Outflow邊界條件。該邊界通常無需定義任何物理參數(shù)，F(xiàn)luent利用計(jì)算域內(nèi)部信息通過數(shù)值外插獲取該邊界上的物理量分布。
Fluent將outflow邊界視作充分發(fā)展邊界，假設(shè)該邊界上的流動(dòng)滿足充分發(fā)展流動(dòng)假設(shè)。充分發(fā)展的流動(dòng)是流動(dòng)速度分布
本文專門介紹使用單點(diǎn)金剛石車床加工自由曲面的主要可制造性參數(shù)，解釋了可制造性參數(shù)如何與儀器參數(shù)相關(guān)聯(lián)，并展示了如何在 OpticStudio 中檢查和控制這些可制造性參數(shù)。此外，還解釋了如何處理其考察區(qū)域外的自由曲面的行為。例如，使用塑料自由曲面透鏡（Alvarez透鏡元件）等。
表面參數(shù)控制
鏡頭加工中需要進(jìn)行控制的表面參數(shù)將取決于加工方法和設(shè)備。加工塑料光學(xué)元件最流行和最廣泛使用的方法之一是使用
MPS（移動(dòng)粒子半隱式）粒子法，可以實(shí)現(xiàn)不可壓縮流體流動(dòng)分析，在包括：汽車、船舶、土木、食品、藥品等行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程中，都能提供有效的仿真分析手段。本文首先簡(jiǎn)要地介紹了MPS法的數(shù)值過程和特點(diǎn)；接著介紹了基于MPS法的Particleworks軟件，在各行業(yè)的主要應(yīng)用場(chǎng)景。
MPS法的特點(diǎn)
MPS（Moving Particle Semi-Implicit
在OpticStusio的序列和非序列模式中，我們可以使用各式的工具進(jìn)行自由曲面的光學(xué)設(shè)計(jì)。本文中，我們提供了一個(gè)以切比雪夫多項(xiàng)式表面（Chebyshev Polynomial surface）設(shè)計(jì)出離軸拋物面的范例，且此系統(tǒng)是在系列模式中進(jìn)行設(shè)計(jì)的。另外，在OpticStudio的序列模式中有超過20種自由曲面供選擇，本文將提到鏡頭數(shù)據(jù)編輯器（Lens Data Editor）中一些好用的篩選功能
