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登錄Fluent瞬態(tài)動(dòng)畫(huà)的案例
無(wú)限逼近實(shí)驗(yàn)室結(jié)果的仿真成果(瞬態(tài)仿真動(dòng)畫(huà)逼近實(shí)驗(yàn)拍攝)
之前的帖子https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1297244,
提出一個(gè)小問(wèn)題,通過(guò)仿真計(jì)算,如何得到一個(gè)播放時(shí)長(zhǎng)為3秒鐘,幀頻為24幀的動(dòng)畫(huà)。
那么,關(guān)于三秒鐘高品質(zhì)仿真成果輸出的設(shè)定(通用項(xiàng)屬性設(shè)定),如圖:
設(shè)定3秒仿真時(shí)間與生成的視頻播放時(shí)間3秒一致,確保虛擬模型的時(shí)間軸與現(xiàn)實(shí)世界時(shí)間軸一致;
設(shè)定時(shí)間步長(zhǎng)數(shù)為72,表示完成仿真時(shí)間的過(guò)程中,需要逐步完成72個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上的各個(gè)仿真結(jié)果。
設(shè)定結(jié)果保存頻率為1,表示上述72個(gè)時(shí)間步里,每間隔1要保存一次結(jié)果,故,保存結(jié)果數(shù)量為72個(gè),
將上述72個(gè)仿真結(jié)果,按時(shí)間順序,以每秒種播放24個(gè)結(jié)果的頻率生成動(dòng)畫(huà),就可得到相對(duì)質(zhì)量較高的并且與現(xiàn)實(shí)世界時(shí)間一致的視頻。仿佛是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)拍攝到的同步視頻一樣。
同理,再舉一個(gè)例子,仿真時(shí)間保持不變,時(shí)間步長(zhǎng)改為1152,結(jié)果保存頻率改為16,那么,軟件將完成1152次結(jié)果運(yùn)算,比之前運(yùn)算仿真結(jié)果更準(zhǔn)確一點(diǎn),畢竟72個(gè)步長(zhǎng),顯得步子邁得大了一些,影響最終結(jié)果的準(zhǔn)確性。在這1152次結(jié)果內(nèi),每間隔16個(gè)結(jié)果保存到硬盤(pán)一次,那么仿真結(jié)束時(shí),可得到1152/16=72個(gè)結(jié)果,亦可得到一個(gè)播放時(shí)長(zhǎng)為3秒種,幀頻為24的視頻。如果保存頻率調(diào)整到8呢,會(huì)得到1152/8=144個(gè)步長(zhǎng)結(jié)果。動(dòng)畫(huà)幀頻仍為24的話(huà),那么最終的動(dòng)畫(huà)相當(dāng)于慢放0.5倍的視頻,如此,慢放0.1倍的視頻或者0.01倍的視頻,也是可以生成的了。
當(dāng)然,也可以根據(jù)以上算法,生成幀頻為26幀的、30幀的或者其他幀頻的視頻,也可以生成其他播放時(shí)間長(zhǎng)度的視頻,比如5秒種,60秒鐘等等。
如下兩圖,動(dòng)畫(huà)幀頻分別是12幀和24幀。
展開(kāi) Fluent 旋轉(zhuǎn)機(jī)械瞬態(tài)計(jì)算(一)
4.4 后處理設(shè)置
對(duì)計(jì)算完成后的壓力云圖與流線(xiàn)圖的動(dòng)畫(huà)進(jìn)行繪制。
螺旋槳流線(xiàn)軌跡動(dòng)畫(huà)
使用Fluent進(jìn)行船體CFD瞬態(tài)仿真 ¥5
使用 Ansys Fluent 執(zhí)行船體在逆海波浪中移動(dòng)的升沉和縱搖仿真示例。流體體積或 VOF 模型用于求解此明渠流動(dòng)示例。在此示例中,使用明渠波浪邊界條件生成淺層波浪,而使用動(dòng)態(tài)網(wǎng)格對(duì) wigley 船體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行建模。使用用戶(hù)定義函數(shù) (UDF) 將運(yùn)動(dòng)限制為 4 個(gè)自由度 (DOF)。為了避免出口處的數(shù)值反射(非物理結(jié)果/波浪反射),使用了數(shù)值海灘選項(xiàng)。 Fluent 案例文件供下載。
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五十二、Fluent瞬態(tài)可壓縮流動(dòng)
瞬態(tài)計(jì)算設(shè)置</strong></p><p><br></p><p><strong>11.1 瞬態(tài)設(shè)置</strong></p><p><br></p><p>以穩(wěn)態(tài)計(jì)算的結(jié)果作為瞬態(tài)計(jì)算的初始條件。</p><p>General界面更改為瞬態(tài)</p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZyicPH1DZ9AZuoFRAXjM5Qicll5eNciaogTAXPBGR1H1cMzCC2HNjggedT4lOhtugHlrEjYLKiaMkNzMxw/640?wx_fmt=png" width="100%"></p><p><br></p><p><br></p><p>設(shè)置出口壓力隨時(shí)間而改變</p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZyicPH1DZ9AZuoFRAXjM5Qicll0uduQb7q1UpmZmOm0RRltf3K4GebwZCU4sdPC2hEia63391PKZPWysg/640?wx_fmt=png" width="100%"></p><p>其中,w為瞬態(tài)壓力的頻率(rad/s),為2200;Pexit為出口的平均壓力,為0.7369atm</p><p><br></p><p>此公式單位為atm,使用fluent自帶的Expression功能進(jìn)行設(shè)置,由于表達(dá)式必須為國(guó)際單位制,因此設(shè)置時(shí)需乘以101325轉(zhuǎn)化為Pa為單位。
展開(kāi) 
ANSYS與FLUENT瞬態(tài)散熱模型對(duì)比
最近在做熱分析時(shí),得到這樣一個(gè)ansys的算例——帶空金屬板冷卻的瞬態(tài)熱分析,使用fluent軟件進(jìn)行了仿真,與ansys的結(jié)果做以對(duì)比。
問(wèn)題描述如下:一長(zhǎng)方形金屬板,板得長(zhǎng)度為15cm,板得中央是一個(gè)半徑為1cm的圓孔。板得初始溫度為500℃,將其突然放置于溫度為20℃,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為100W/(㎡*℃)的流體介質(zhì)中,試計(jì)算:
1)第1s及第50s這兩個(gè)時(shí)刻金屬板內(nèi)的溫度分布;
2)金屬板上4個(gè)頂點(diǎn)在前50s內(nèi)的溫度變化(本文只取左上角點(diǎn)A,如圖1所示)。
該金屬板得基本材料性質(zhì)如下:
密度為5000kg/m3,比熱容為200J/(kg*℃),導(dǎo)熱系數(shù)為5W/(m*℃)。
圖1
對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,模型比較簡(jiǎn)單,本文對(duì)其操作步驟不再詳述,重點(diǎn)在對(duì)比ansysy和fluent的仿真結(jié)果上。
圖2
圖3
從上圖中可以看出,Ansys的分析結(jié)果:1s時(shí),A點(diǎn)的最大溫度為499.999℃,最小溫度為464.98℃;50s時(shí),最大溫度為437.713℃,最小溫度為270.812℃。Fluent仿真結(jié)果:1s時(shí),A點(diǎn)的最大溫度為499.99℃,最小溫度為465.37℃;50s時(shí),最大溫度為437.4℃,最小溫度為275.72℃。從上面的兩組數(shù)據(jù)可以看出,兩種軟件的結(jié)果是吻合的,相差在1%左右。
圖4
從上圖中可以看出,ANSYS和FLUENT的結(jié)果趨勢(shì)完全吻合,最大相差4%。
針對(duì)兩款軟件對(duì)此問(wèn)題的求解的結(jié)果的差別,或許是求解方式上的差別,ansys是基于有限元的求解方法,fluent是基于有限體積的求解方法。
展開(kāi) Fluent與Structure單向瞬態(tài)耦合流程的實(shí)現(xiàn)
Fluent與Structure單向瞬態(tài)耦合流程的實(shí)現(xiàn).docx
原本在ANSYS Workbench中,單向流固耦合僅限于穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)傳遞,即導(dǎo)入到Structure中的數(shù)據(jù)為某一時(shí)刻的data數(shù)據(jù),不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)時(shí)刻的數(shù)據(jù)輸入。近期ANSYS Workbench開(kāi)發(fā)了新的Workbench ACT插件,借助CFD-POST的Macros Calculator功能來(lái)實(shí)現(xiàn)流固耦合的單向瞬態(tài)數(shù)據(jù)傳遞。
完整內(nèi)容請(qǐng)下載word文檔查看
Fluent實(shí)用案例 | DEM顆粒瞬態(tài)仿真
本案例利用Fluent中的DEM模型,對(duì)管道運(yùn)輸進(jìn)行流體仿真,主要是對(duì)管路顆粒運(yùn)輸過(guò)程進(jìn)行診斷,防止出現(xiàn)顆粒陷入死循環(huán),導(dǎo)入管路阻塞和浪費(fèi)。因此進(jìn)行相關(guān)的管路氣力運(yùn)輸可以按照本文的相關(guān)設(shè)置進(jìn)行仿真計(jì)算。
1 workbench 設(shè)置
本案例具體設(shè)置如下圖 :
2 SCDM 設(shè)置
2.1 導(dǎo)入幾何
本案例的管道模型十分簡(jiǎn)單,為幾段簡(jiǎn)易管路組成 。具體的幾何模型與邊界條件如下所示:
其中上方為入口邊界條件,下方為出口邊界條件。
3 Fluent Meshing 設(shè)置
3.1 網(wǎng)格設(shè)置
采用 Fluent meshing 進(jìn)行網(wǎng)格劃分,采用四面體網(wǎng)格劃分,并劃分相對(duì)應(yīng)的邊界層網(wǎng)格。具體的網(wǎng)格劃分如下圖所示:
4 FLUENT 設(shè)置
4.1 General設(shè)置與網(wǎng)格導(dǎo)入
首先導(dǎo)入網(wǎng)格,然后勾選為瞬態(tài)計(jì)算,并選擇壓力基求解器。打開(kāi)重力選項(xiàng),由于本案例是以y軸負(fù)向作為重力方向,因此需要再y出設(shè)置為-9.81m/s。
展開(kāi) 【仿真平臺(tái)性能測(cè)試】Fluent旋轉(zhuǎn)機(jī)械瞬態(tài)分析
本期選取了CFD領(lǐng)域典型的場(chǎng)景,基于滑移網(wǎng)格方法的旋轉(zhuǎn)機(jī)械流場(chǎng)分析,滑移網(wǎng)格方式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)機(jī)械計(jì)算可以獲得定轉(zhuǎn)子之間的時(shí)間精確解,精度相比穩(wěn)態(tài)計(jì)算更高,計(jì)算要求也更苛刻,軟件也是采用CFD領(lǐng)域最常用的仿真軟件Fluent。我們來(lái)看下基于“神工坊”高性能工業(yè)仿真平臺(tái)的CFD瞬態(tài)計(jì)算,和其他仿真云平臺(tái)進(jìn)行效率對(duì)比如何。
一、模型與網(wǎng)格
采用某品牌空調(diào)室外機(jī)作為瞬態(tài)分析的仿真模型,左側(cè)與后側(cè)的進(jìn)口流域,以及前側(cè)的出口流域都考慮到計(jì)算中,并對(duì)空調(diào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化后進(jìn)行網(wǎng)格劃分,最終網(wǎng)格單元數(shù)868萬(wàn),如下圖所示。其中,風(fēng)扇葉片的旋轉(zhuǎn)速度是850rpm。
二、求解設(shè)置
根據(jù)該款旋轉(zhuǎn)機(jī)械的相關(guān)參數(shù),經(jīng)過(guò)理論計(jì)算得到該旋轉(zhuǎn)機(jī)械的最大速度為25.6m/s,折合馬赫數(shù)為0.075,為不可壓縮流動(dòng),故選擇壓力基求解器,湍流模型選用了適用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的k-ε Realizable模型。對(duì)于動(dòng)區(qū)域計(jì)算模型,本次瞬態(tài)計(jì)算選擇了網(wǎng)格區(qū)域移動(dòng)的滑移網(wǎng)格法,仿真的模擬時(shí)間為10s,相關(guān)設(shè)置如下。
三、仿真結(jié)果
迭代完成之后仿真云圖如下所示。
四、仿真平臺(tái)對(duì)比
進(jìn)行Fluent旋轉(zhuǎn)機(jī)械瞬態(tài)分析時(shí),所使用的“神工坊”高性能工業(yè)仿真平臺(tái)與其他兩家仿真云平臺(tái)的硬件參數(shù)如下表所示。
仿真云平臺(tái)
CPU型號(hào)
內(nèi)存
主頻
神工坊
AMD EPYC 7742
512G
2.25GHz
仿真云平臺(tái)1
Intel Xeon(Cascade Lake) Platinum 8269
64G
2.5GHz
仿真云平臺(tái)2
Intel(R)Xeon(R) Platinum 8350C
64G
2.6GHz
計(jì)算過(guò)程中三個(gè)平臺(tái)的一些輸出日志如下。
展開(kāi) 同一模型的瞬態(tài)穩(wěn)態(tài)對(duì)比分析(fluent)
摘要:本文針對(duì)同一結(jié)構(gòu)和條件進(jìn)行瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)分析,當(dāng)瞬態(tài)分析經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后,趨于穩(wěn)定,和穩(wěn)態(tài)分析結(jié)果一致。瞬態(tài)分析和穩(wěn)態(tài)分析相互驗(yàn)證。
00 模型
水流速度40m/s,平板底部固定。
01 穩(wěn)態(tài)分析
02 瞬態(tài)分析
03 結(jié)果對(duì)比
穩(wěn)態(tài)分析:
瞬態(tài)分析:
穩(wěn)態(tài)分析和瞬態(tài)分析,結(jié)果基本一致。
Fluent實(shí)用案例 | 旋轉(zhuǎn)機(jī)械離心泵RBM瞬態(tài)仿真
__biz=Mzg2MTg5ODU3Ng==&mid=2247484429&idx=2&sn=5d79252573b71d6989d2fb5b0dbc7727&scene=21#wechat_redirect" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Fluent meshing 滑移網(wǎng)格劃分教程(一) </a>對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行處理,分離開(kāi)葉輪和蝸殼網(wǎng)格,用于滑移網(wǎng)格的計(jì)算。</p><p><strong>4 FLUENT 設(shè)置</strong></p><p><strong>4.1 General設(shè)置與網(wǎng)格導(dǎo)入</strong></p><p>首先導(dǎo)入葉輪網(wǎng)格,然后通過(guò)附加case文件導(dǎo)入蝸殼網(wǎng)格。此處要進(jìn)行瞬態(tài)計(jì)算,此處的設(shè)置比較簡(jiǎn)單,勾選為瞬態(tài)計(jì)算,并選擇壓力基求解器。
展開(kāi) 四十三、Fluent增強(qiáng)收斂性-偽瞬態(tài)計(jì)算
明渠流動(dòng)問(wèn)題,推薦使用Coupled with Volume Fractions耦合求解</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p>微信公眾號(hào):Fluent學(xué)習(xí)筆記,歡迎大家關(guān)注,可免費(fèi)獲取文章的cas及dat文件和更多幫助文件</p><p><br></p>
展開(kāi) 
關(guān)于Fluent瞬態(tài)計(jì)算你必須掌握的3個(gè)技巧
Fluent具有豐富的物理模型、先進(jìn)的數(shù)值方法和強(qiáng)大的前后處理功能,在航空航天、汽車(chē)設(shè)計(jì)、石油天然氣和渦輪機(jī)設(shè)計(jì)等方面都有著廣泛的應(yīng)用。
1. 前處理
在fluent計(jì)算前應(yīng)先設(shè)置流域的各個(gè)邊界面(例如壓力出口、壓力入口以及想要監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的面等等),這里以ANSYS的workbench界面做一個(gè)相關(guān)展示。本算例模型來(lái)源于航空航天領(lǐng)域的伺服閥前置級(jí)的部分射流流域(尺寸、形狀做了相應(yīng)簡(jiǎn)化)。
圖1. Workbench的fluent運(yùn)算界面
如圖所示,第一個(gè)模塊是流域的三維模型;第二個(gè)模塊是用于流域網(wǎng)格劃分的專(zhuān)業(yè)軟件,是業(yè)內(nèi)認(rèn)為繪畫(huà)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的專(zhuān)業(yè)軟件,結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格(六面體)有利于減少計(jì)算量,有利于模型的計(jì)算迭代收斂;第三個(gè)模塊是fluent,紫色線(xiàn)代表著他們之間的文件連接關(guān)系。前處理主要包括模型的邊界面定義以及網(wǎng)格繪制,本節(jié)主要講解前處理的相關(guān)技巧。
右鍵Geometry打開(kāi)模型,在DesignModeler設(shè)置壓力入口和壓力出口,其他面均為墻壁面(wall),如圖2所示。在這一步,需要注意的是,不可以重復(fù)的定義一些面,否則你所定義的面的名稱(chēng)會(huì)在fluent里雜亂無(wú)章的顯示以及生成許多無(wú)關(guān)的面。另外,在DesignModeler可以定義流體的屬性(fliud默認(rèn)是solid),不定義的話(huà),在之后的fluent界面里可以重新定義。
圖2. DesignModeler中的流域模型
接下來(lái)就是整個(gè)仿真中最關(guān)鍵的一步——網(wǎng)格繪制,為什么把它放在如此重要的位置?因?yàn)橛糜诟呒?jí)的、復(fù)雜的計(jì)算網(wǎng)格量十分龐大,每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)都對(duì)應(yīng)著基本的物理方程,同時(shí)利用ICEM軟件繪制的網(wǎng)格(分塊繪制方法)具有網(wǎng)格數(shù)量少,求解精度高的特點(diǎn)。
展開(kāi) 二十九、Fluent瞬態(tài)時(shí)間步長(zhǎng)與迭代步數(shù)的討論
wx_fmt=jpeg"> </p><p><br></p><p><strong>2.瞬態(tài)設(shè)置</strong></p><p> </p><p>那么瞬態(tài)計(jì)算需要注意什么呢?</p><p>Fluent軟件瞬態(tài)計(jì)算中有三個(gè)比較重要的設(shè)置:Number of Time Steps、Time Step Size和Max Iterations/Time Step</p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZy8D64icnA9ElAziaTGJk7o8PWQnNTziadI6fJ8DY7akypm67Cqic1oia7ky7GKlOZuql7cLXiaDkC2R1ic5A/640?wx_fmt=png"> </p><p> </p><p> </p><p><strong>3.Max Iterations/Time Step</strong></p><p> </p><p>首先,計(jì)算 unsteady flow 的時(shí)候,fluent 是從前一個(gè)時(shí)間算到下一個(gè)時(shí)間的。</p><p><br></p><p>從這個(gè)意思上來(lái)就認(rèn)為是“time step”,一個(gè)時(shí)間接一個(gè)時(shí)間,而每個(gè)時(shí)間就相當(dāng)于一個(gè)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài),因此計(jì)算的時(shí)候需要 Max Iterations per Time Step,這個(gè)就像你在計(jì)算穩(wěn)態(tài)時(shí)候需要設(shè)置的一樣,在達(dá)到 iteration 次數(shù)之前收斂就完成這個(gè) time step,否則就算到所規(guī)定的次數(shù)。</p><p><br></p><p><strong>4.Number of Time Steps</strong></p><p> </p><p>對(duì)穩(wěn)態(tài),Number of iterations表示迭代次數(shù),一個(gè)迭代次數(shù)就會(huì)將所有的網(wǎng)格遍歷一遍,完成一次循環(huán)。
展開(kāi) Fluent與Structure單向瞬態(tài)耦合流程的實(shí)現(xiàn)
FSI插件加載成功
二.使用流程
1) 首先打開(kāi)CFD-POST,讀取Fluent的瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果;
2) 在CFD-POST中,Calculators目錄下選擇MacroCalculators;
3) 在Macro中加載插件文件夾中的“FSI_Transient_Export_Surf.cse”(獲取面上數(shù)據(jù))或“FSI_Transient_Export_Vol.cse” (獲取體數(shù)據(jù));
4) 選擇需要導(dǎo)出數(shù)據(jù)的面或體,選擇需要導(dǎo)出的數(shù)據(jù)類(lèi)型;
5) 點(diǎn)擊Calculate,導(dǎo)出數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)默認(rèn)保存在用戶(hù)系統(tǒng)的Documents文件內(nèi)。(至少有3個(gè)文件:一個(gè)為網(wǎng)格數(shù)據(jù),一個(gè)為時(shí)間數(shù)據(jù),一個(gè)為物理量數(shù)據(jù)(每個(gè)物理量都會(huì)形成一個(gè)單獨(dú)文件))
網(wǎng)格數(shù)據(jù)
時(shí)間數(shù)據(jù)
溫度數(shù)據(jù)
6) 在Structure中添加Import Temperature或Import Pressure邊界。
7) 選擇需要需要加載的面或體,將在CFD-POST中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)導(dǎo)入相應(yīng)的選項(xiàng),TimeStep Ccontrol選擇yes。
8) Import temperature右鍵Generate導(dǎo)入數(shù)據(jù)。
9) Structure中其他設(shè)置正常進(jìn)行。開(kāi)始計(jì)算。
來(lái)源:安世亞太
展開(kāi) ANSYS Fluent 內(nèi)嚙合齒輪泵瞬態(tài)流場(chǎng)仿真
王鑫鑫
安世亞太沈陽(yáng)分公司
利用ANSYS Fluent軟件能夠方便的計(jì)算齒輪泵工作過(guò)程中的性能參數(shù),本文僅以?xún)?nèi)嚙合齒輪為例,介紹了仿真主要方法,對(duì)于其他類(lèi)型如外嚙合齒輪泵可以此為參考,選擇合適的方法。
在對(duì)齒輪泵進(jìn)行流場(chǎng)仿真計(jì)算時(shí),通常會(huì)遇到三個(gè)方面的問(wèn)題:
1)嚙合間隙如何處理?
2)劃分什么樣的網(wǎng)格?
3)動(dòng)網(wǎng)格如何設(shè)置?
下面介紹如何使用ANSYS Fluent軟件解決這三方面問(wèn)題,順利的實(shí)現(xiàn)齒輪泵動(dòng)態(tài)流場(chǎng)的仿真。
大咖慧齒輪箱仿真專(zhuān)題
11月16日-18日
11月16-18日,安世亞太大咖慧推出齒輪箱仿真專(zhuān)題培訓(xùn),內(nèi)容包含:Recurdyn齒輪嚙合分析、無(wú)網(wǎng)格液體流動(dòng)仿真軟件Particleworks介紹及案例演示、齒輪泵動(dòng)態(tài)流場(chǎng)仿真分析課程介紹介紹。(報(bào)名方式見(jiàn)底部)
本文所
選取的實(shí)例模型如圖1所示,主要包含內(nèi)齒圈、齒輪軸、月牙隔板、泵殼等部件。
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