瞬態仿真的案例
CREO ANSYS Simulation 旋流分離器的穩態仿真和瞬態仿真的區別
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 【仿真平臺性能測試】Fluent旋轉機械瞬態分析
CFD是工業仿真領域重要分支之一，也是高性能計算的主要應用場景之一。本期選取了CFD領域典型的場景，基于滑移網格方法的旋轉機械流場分析，滑移網格方式進行旋轉機械計算可以獲得定轉子之間的時間精確解，精度相比穩態計算更高，計算要求也更苛刻，軟件也是采用CFD領域最常用的仿真軟件Fluent。我們來看下基于“神工坊”高性能工業仿真平臺的CFD瞬態計算，和其他仿真云平臺進行效率對比如何。
一、模型與網格
采用某品牌空調室外機作為瞬態分析的仿真模型，左側與后側的進口流域，以及前側的出口流域都考慮到計算中，并對空調內部結構簡化后進行網格劃分，最終網格單元數868萬，如下圖所示。其中，風扇葉片的旋轉速度是850rpm。
二、求解設置
根據該款旋轉機械的相關參數，經過理論計算得到該旋轉機械的最大速度為25.6m/s，折合馬赫數為0.075，為不可壓縮流動，故選擇壓力基求解器，湍流模型選用了適用于旋轉機械的k-ε Realizable模型。對于動區域計算模型，本次瞬態計算選擇了網格區域移動的滑移網格法，仿真的模擬時間為10s，相關設置如下。
三、仿真結果
迭代完成之后仿真云圖如下所示。
四、仿真平臺對比
進行Fluent旋轉機械瞬態分析時，所使用的“神工坊”高性能工業仿真平臺與其他兩家仿真云平臺的硬件參數如下表所示。
展開 Ansys EMI 瞬態聯合仿真方法
Ansys Circuit，類似SPICE的電路求解器，利用HFSS模型和真實的激勵模式進行瞬態仿真。仿真結果在HFSS中進行回饋，以計算最終電磁場。
圖7：STMicroelectronics中使用的ANSYS電磁干擾流
在上述兩種工具中進行的時域和頻域仿真都需要再現真實的電磁干擾場。如圖7所示，Ansys EMI電磁干擾流確保了數據交換（端口級的S參數模型和頻譜）的自動化。 該方法的發展在于找到最佳設置，以獲得預期精度內的結果，并限制仿真時間。從這個角度來看，降低HFSS中的模型復雜性至關重要（圖8）。已開展的調查確定了適當的切割間隙規則。仿真的基本參數包括結構周圍的包圍盒類型和尺寸、端口類型、寬帶S參數建模的掃頻、網格設置和收斂準則。
圖8：HFSS 3D結構仿真
HFSS S參數模型鏈接在電路環境內部，并在原理圖中實例化（圖9）。請注意，默認情況下，S參數模型會在類似SPICE的模型中自動轉換。端口激勵由IBIS格式的驅動程序設置，使用偽隨機位序列(PRBS)來再現真實的用例。在運行仿真之前，原理圖應完整，包括具有足夠精度的模型。此外，時間步長和停止時間等參數是非常重要的，因為它們用于通過FFT生成端口級的頻譜。分辨率帶寬(RBW)與停止時間相關聯，帶寬(BW)可受時間步長限制。
圖9：HFSS模型在電路Circuit環境下的原理圖
例如，15位長度的PRBS每45.32 kHz產生次諧波。由于在這種情況下所需的最小頻率是第一次諧波的頻率，因此時域激勵的采樣頻率必須更小。第一次諧波值的四分之一在此約束與瞬態仿真持續時間（采樣頻率=11.33kHz=>停止時間=88.33μs)之間提供了很好的折衷。
展開 AnsysWB-手機跌落瞬態仿真 ￥10
AnsysWB-手機跌落瞬態仿真
使用 ANSYS CFX 對離心泵內的流動進行瞬態仿真 ￥10
使用 ANSYS CFX 對離心泵內的流動進行瞬態仿真。湍流模型采用 SST。同時包含 CFX 定義文件。
在 COMSOL 中對瞬態聲學進行仿真
這些指標很有用，例如，如果你想使瞬態模擬的結果更容易在對數尺度上解釋，將結果與聲壓級計的測量結果進行比較，或者對瞬態信號將如何被人耳感知感興趣。
這篇文章我們介紹了如何計算各種瞬態聲學指標，包括頻率權重、時間權重和時間平均。這里概述的定義和主要后處理步驟可用于任何瞬態聲學仿真。
本文來自：COMSOL博客
Fluent仿真后處理實戰技巧（二）
Fluent穩態問題的仿真，與時間無關，計算收斂后最終得到一個包含結果數據的.dat文件；而Fluent瞬態問題的仿真過程與時間有關，用戶根據仿真需求設定保存數據的時間間隔，在每個間隔時刻有一個包含該時刻結果數據的.dat文件，最終是一系列按時間排序的.dat文件，如圖1所示。
圖1 瞬態仿真數據.dat文件
穩態仿真問題的后處理，只需要針對一個.dat文件；而瞬態仿真問題的后處理，需要處理數量相當龐大的一系列.dat文件。本文是后處理系列的第二篇，將重點分享瞬態仿真后處理的一些技巧。
1.標記時刻
考慮到瞬態仿真計算的一系列.dat文件，每個.dat文件都含有對應時刻的仿真結果數據，那么在CFD-Post后處理得到結果之前，標記時刻來區分不同時刻的結果是非常重要的。
打開
CFD-Post
模塊時，默認出現的是瞬態計算最后一次保存的
.dat
文件的數據。
展開 如何使用HPC技術實現電磁場全波模型的瞬態仿真
瞬態仿真生成的眼圖和磁場與時域中的物理測量結果良好匹配。下一步是讓激勵回歸HFSS，以便重新計算EM場，這樣工程師能夠關注更重要的磁場。
采用默認設計、屏蔽和掩埋布線的平均磁場
評估合理的解決方案
工程師研究使用多種功能與物理布局方法，試圖尋求最安全合理的解決方案。他們將單元接口的轉換速率從5%提高到8%，從而進一步降低輻射電磁場；還實施了擴頻時鐘方法，在各種諧波上評估了在不同的諧波位置放置共模濾波器的效果。
在三個不同位置采用共模濾波的時鐘眼圖
結果表明，針對此設計方案而言，當靠近信號源放置濾波器時，共模濾波方案更有效率。
工程師利用HPC資源配合ANSYS仿真軟件得到了高精確度結果，能夠解決接口電磁共存問題，以及在原型構建之前評估眾多解決措施的相對效果。同時有效降低了成本，電子產品供應商能夠憑借更低的研發風險和更短的設計周期投入市場并創造收入。
展開 Fluent實用案例 | 旋轉機械離心泵RBM瞬態仿真
<p>本案例利用Fluent中的滑移網格（RBM）模型，對離心泵性能問題進行了瞬態仿真計算。該案例僅對離心泵的瞬態計算進行了簡單演示，其余的旋轉機械的仿真設置與本案例基本一致，可按照該案例進行相關設置。本文的相關設置依托于<a href="https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2MTg5ODU3Ng==&mid=2247485266&idx=1&sn=c0b3f482d2d320f473b1e70095cec80e&scene=21#wechat_redirect" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Fluent MRF 旋轉機械離心泵靜態仿真(一) </a>。</p><p><strong>1 workbench 設置</strong></p><p>本案例具體設置如下圖 ：</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202509/fab6a2540649e0a6045f8802e34c0da7.png"></p><p><strong>2 SCDM 設置</strong></p><p><strong>2.1 導入幾何</strong></p><p>本案例的離心泵模型在ansys的離心泵設計軟件中進行構建，并導入SCDM中 。
展開 基于Icepak對儲能電池pack的瞬態熱仿真案例 ￥20
<p> 對于儲能電池pack在充放電過程中，電芯發熱量不是恒定功率，且在不同SOC下發熱功率有較大差異，故基于基于Icepak進行瞬態熱仿真求解，分析出在不同時刻電芯的熱特性，是一種更準確有效的熱仿真評估方案。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202401/imgs/660757871fe54afaa497dcebef3cb8ee.png"></p>
展開 Workbench瞬態熱應力仿真
Workbench除了做穩態熱應力變形，還可以做瞬態熱應力變形。熱雙金有兩個熱膨脹系數不同的金屬組成，熱膨脹系數越大，其為主動層，帶動被動層受熱彎曲。
通過workbench瞬態熱模塊和瞬態結構模塊可模擬該類情景。若考慮空氣對流對熱雙金表面溫度分布的影響，可使用Fluent與瞬態結構模塊進行熱應力仿真。Workbench仿真搭建流程如下所示，
現假設兩個熱雙金體功耗不同，主動層更大，在Fluent計算熱雙金瞬態溫度分布；接著將結果導入到瞬態結構模塊；最后設置約束，這樣搭建完整的瞬態熱應力仿真操作流程。
1-120s的仿真結果如下圖所示
僅為演示，提供一定參考意義。
展開 
Workbench案例3-PCB電路板芯片熱分析
如果有多個結果集可用，可以指定不同的集（不同的時間點）
6.設置瞬態分析的時間：
總的瞬態仿真時間：200s；設置時間子步如圖所示：
7.設置邊界條件：
設置其中一個芯片的發熱量（Internal Heat generation=5e7W/m3），其作用時間為20-40s；具體設置參數如下所示：
設置另外一個芯片開關作用的時間及發熱量：（Internal Heat Generation=1e8W/m3）；設置具體參數如下圖所示：
8.求解及結果查看：
瞬態仿真得到的溫度場云圖，如圖所示：
瞬態溫度仿真溫度與時間數據，如圖所示：
設置Temperature Probe，選擇穩態分析中產生發熱的芯片：
得到其溫度與時間的關系曲線：
同理，采用Temperature Probe可以分別得到瞬態仿真時設置的另外兩個發熱芯片的時間溫度曲線：
選擇三個Temperature Probe，點擊Model菜單欄上的Chart，生成3個芯片溫度&時間曲線的合成曲線圖：
本案例使用的PCB板幾何模型（X_T格式）下載地址：
展開 ANSYS Workbench齒輪瞬態動力學仿真
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總結
ANSYS Workbench對齒輪進行動力學仿真是非常方便，包括接觸的設置、轉動副的設置等都非常方便。如果計算不收斂時，主要通過調試網格質量、接觸算法、載荷施加的方式等；再者就是裝配體模型一定不要有干涉。還有就是由于齒輪的瞬態動力學計算量較大，可以仿真轉動兩三個齒即可，為提高計算的準確性，可以將這兩三個齒進行網格局部加密，以便更加接近真實解。
源自CAE集中營
技術鄰Ansys培訓的案例優勢如何實現工程落地？
以某車載密封艙模型實操：瞬態仿真捕捉30分鐘后芯片85℃超溫（閾值75℃），設計401W/(m?K)銅導熱柱方案，熱結構耦合仿真驗證艙體變形≤0.1mm（保障密封）。最終芯片溫降至75℃，故障率低于5%，企業售后故障量減70%。。
為強化案例教學效果，配套Ansys通用熱仿真、Fluent熱耦合、LSDYNA瞬態熱仿真、NCode熱疲勞仿真四大核心培訓模塊，形成“理論講解+案例實操+邏輯拆解”的三維教學模式。講師不僅講授操作步驟，更深入解析方案設計的底層邏輯，如“為何選擇該導熱率的材料”“流道參數優化的依據是什么”，確保學員不僅“知其然”更“知其所以然”。
技術鄰原創培訓成果數據顯示，參與培訓的企業中，85%的學員可獨立完成企業實際項目仿真，60%的學員能輸出可直接落地的優化方案，學員輸出的方案平均使企業熱相關故障發生率降低50%，產品合格率提升13-25%，充分印證了案例教學的工程落地價值。
企業培訓聯系人手機號：18602195606
展開 ANSYS在電磁作動器設計中的仿真應用
ANSYS采用ANSYS Maxwell、Twin Builder、ANSYS Workbench（ANSYS Mechanical 和ANSYS CFD）軟件對電磁作動器進行了多物理域系統級協同仿真分析。
結構簡述
作動器的結構形式有很多，但工作原理基本相同。典型的電磁作動器包含一個繞制在鐵極片的多匝線圈和一個可移動的銜鐵。另外，如外殼框架的鐵心部分，為磁通提供閉合回路，圖1展示了框架、磁極片、線圈和銜鐵的幾何結構。
圖1三維軸對稱結構典型電磁作動器視圖
圖2顯示了作動器在電壓源激勵條件下的瞬態磁通密度云圖。在線圈電流快速上升期間，磁通還沒有來得及擴散到作動器的整個磁路前，集中分布在作動器的內表面上，這也延遲了銜鐵力場的建立時間，從而延遲了閉合時間。類似道理，當外加電壓源關斷后從設備上撤銷磁場時，由于殘磁的存在也會延遲作動器銜鐵的重新打開時間。圖2中插圖顯示了考慮電渦流后局部磁場擴散過程，隨著時間推進，磁場穿過設備壁厚，銜鐵受力增加，最后，一旦受力克服了彈簧和負載反作用力后銜鐵閉合。
圖2 瞬態仿真0.001S后的磁密圖
靜態和瞬態仿真分析
Maxwell的靜態或者瞬態求解器可以完成作動器二維和三維電磁場分析。通常，在靜態仿真中把線圈的形狀系數、匝數和線徑以及幾何尺寸等參數設為參數化/優化變量，改變線圈電流和銜鐵位置值而輸出一組反映力和位置的曲線。由于Maxwell使用了自動自適應網格剖分技術，從而使變量的參數化/優化掃描變得非常的容易。
除了靜態方法以外，使用Maxwell瞬態求解器可以仿真在考慮了電氣控制和機械全面條件下銜鐵到達閉合位置的速度問題。
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