Fluent二維建模的案例
【CAE案例】基于二維水動力仿真的大陸架建模
為了對該氣旋進(jìn)行反演，IMDC的工程師使用來自GFS（全球預(yù)報系統(tǒng)）的空間分辨率為0.5度，時間分辨率為3h的氣壓與風(fēng)速數(shù)據(jù)，并線性插值到網(wǎng)格上，使用二維水動力仿真進(jìn)行了從2013年12月1日至2013年12月31日為期一個月的計算。
下圖展示了模型在Oostende和de Wandelaar兩個測點計算得到的水位結(jié)果與來自myOcean.eu的實測數(shù)據(jù)的對比。
圖4 Xaver氣旋期間Oostende（上圖）和de Wandelaar（下圖）模型計算的水位與實測數(shù)據(jù)對比（藍(lán)色為模型計算結(jié)果，橙色為站點實測水位）
從上圖可以看出，二維水動力仿真模型的計算結(jié)果是可靠的：模型很好地預(yù)測了12月5日的水位峰值，模擬結(jié)果與實際觀測水位僅相差0.1米；且在整個建模周期內(nèi)，計算水位的平均偏差誤差為0.02m，均方根誤差為0.37m。
06 研究結(jié)論
IMDC的工程師為了預(yù)測比利時海岸的水位和流速，建立了包含西大西洋、愛爾蘭海、波羅的海和北海的大陸架模型。通過模型計算結(jié)果與TOPEX數(shù)據(jù)的對比，對潮汐數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗證：在北海和西大西洋的結(jié)果基本一致。
此外，工程師對2013年12月的熱帶氣旋Xaver進(jìn)行了反演分析，發(fā)現(xiàn)模型對比利時海岸帶的水位峰值預(yù)測非常準(zhǔn)確，且在氣旋期間，水位的偏差和均方根誤差僅分別為0.02米和0.27米。
展開 水中上升的氣泡，使用 Fluent 軟件以二維方式模擬單個 3 毫米氣泡在水中上升的過程。包含 Fluent 案例文件 ￥10
使用 Fluent 軟件以二維方式模擬單個 3 毫米氣泡在水中上升的過程。包含 Fluent 案例文件。
二維建模，模態(tài)分析
二維建模，模態(tài)分析
COMSOL二維梯度Voronoi晶粒建模
COMSOL中梯度Voronoi晶粒結(jié)構(gòu)建模，可精準(zhǔn)研究非均勻晶粒對力學(xué)、熱傳導(dǎo)及失效的多物理場影響，為高性能梯度材料設(shè)計提供理論依據(jù)，助力航空航天與電子領(lǐng)域應(yīng)用，推動微觀-宏觀性能關(guān)聯(lián)研究。本案例介紹在COMSOL內(nèi)建立大小尺寸梯度分布的晶粒結(jié)構(gòu)模型。
首先通過AutoCAD軟件繪制矩形模型外邊框線，模型外邊框應(yīng)當(dāng)在“0”圖層上繪制，并且應(yīng)采用一條多段線分段繪制，分段的原則為每段尺寸對應(yīng)相應(yīng)位置的晶粒尺寸數(shù)據(jù)。
采用CAD二維圖形Voronoi劃分插件進(jìn)行梯度晶粒的生成，晶粒直徑參數(shù)設(shè)置為模型中最大的晶粒尺寸，晶界厚度根據(jù)實際情況設(shè)置，晶粒類型選取梯度適應(yīng)，邊界模式開啟自動尺寸。
將建立好的梯度Voronoi模型導(dǎo)入到COMSOL內(nèi)，需注意晶粒及晶界應(yīng)分兩次導(dǎo)入，導(dǎo)入后建立聯(lián)合體。
分別設(shè)置晶粒及晶界的材料屬性，并完成網(wǎng)格劃分，后續(xù)可根據(jù)研究的需要完成仿真模擬分析。
?
展開 
EI Centro 波 二維建模
EI Centro 波 二維建模
FLUENT精典案例#350-WORKBENCH二維翼型RAE2822仿真
點擊藍(lán)字關(guān)注我們
FLUENT精典案例#350-WORKBENCH二維翼型RAE2822仿真
01
案例介紹
翼型型號RAE2822，馬赫數(shù)0.75，SST k-w湍流模型。壓力遠(yuǎn)場條件，遠(yuǎn)場距離物面約15倍弦長。需要獲取壓力云圖、表面壓力分布曲線和流線圖。
02
網(wǎng)格情況
03
主要仿真設(shè)置
1、穩(wěn)態(tài)計算
2、SST k-w湍流模型
3、壓力遠(yuǎn)場
4、初始化計算
殘差曲線（收斂）
04
基本結(jié)果
速度云圖疊加流線圖
壓力云圖
表面壓力分布曲線
使用ANSYS WORKBENCH19.2中的ICEM 和FLUENT分別作網(wǎng)格劃分和流場仿真，網(wǎng)格使用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。
展開 Techwiz LCD 2D應(yīng)用：二維LC透鏡建模分析
Techwiz LCD 2D新增Lens掩膜結(jié)構(gòu)，可以方便快捷的對LC 透鏡進(jìn)行建模分析。
LC透鏡由于體積小、焦距可變等優(yōu)點，被認(rèn)為是光學(xué)系統(tǒng)中一個很有前景的研究領(lǐng)域。在有限的空間內(nèi)改變焦距是可能的，因為LC材料的折射率可以通過施加電壓來調(diào)節(jié)。在LC透鏡結(jié)構(gòu)中，可以通過TechWiz LCD 2D進(jìn)行光程差和焦距的計算，以及包括施加電壓的LC導(dǎo)向分布在內(nèi)的高級LC分析。
1. 摘要
Techwiz LCD 2D新的Lens掩膜結(jié)構(gòu)
ABAQUS多尺度纖維增強(qiáng)混凝土二維建模
論文中建立的二維纖維增強(qiáng)混凝土模型包含粗骨料、砂漿、纖維、骨料與砂漿的界面過渡區(qū)、纖維與砂漿的界面過渡區(qū)在內(nèi)的多相材料，且混凝土砂漿中包含隨機(jī)分布的孔隙。
本案例中，采用CAD纖維混凝土2D V1.1插件在AutoCAD內(nèi)通過參數(shù)化建模建立骨料、纖維、孔隙及界面過渡區(qū)幾何圖形，各組分在CAD內(nèi)已分圖層，需要分別另存為dxf文件后再導(dǎo)入到ABAQUS。（注意本案例中纖維部件不包含界面過渡區(qū)）
在ABAQUS中將保存的圖形文件以草圖的形式分別導(dǎo)入。
利用草圖分別建立不同組分的模型部件。
將各部件賦值對應(yīng)的材料，并進(jìn)行裝配。
可對模型劃分網(wǎng)格，如論文中的三角形網(wǎng)格。
也可劃分四邊形網(wǎng)格。
插件具備設(shè)置多邊形邊數(shù)、粒徑、投放數(shù)量及離心率等功能，可實現(xiàn)多種形態(tài)的骨料模型。
也可在保證骨料及纖維分布不變的情況下，單獨調(diào)整孔隙分布，以研究孔隙率等變化對纖維增強(qiáng)混凝土性能的影響。
展開 【CAE案例】基于二維水動力仿真的大陸架建模
圖4 Xaver氣旋期間Oostende（上圖）和de Wandelaar（下圖）模型計算的水位與實測數(shù)據(jù)對比
（藍(lán)色為模型計算結(jié)果，橙色為站點實測水位）
從上圖可以看出，二維水動力仿真模型的計算結(jié)果是可靠的：模型很好地預(yù)測了12月5日的水位峰值，模擬結(jié)果與實際觀測水位僅相差0.1米；且在整個建模周期內(nèi)，計算水位的平均偏差誤差為0.02m，均方根誤差為0.37m。
06 研究結(jié)論
IMDC的工程師為了預(yù)測比利時海岸的水位和流速，建立了包含西大西洋、愛爾蘭海、波羅的海和北海的大陸架模型。通過模型計算結(jié)果與TOPEX數(shù)據(jù)的對比，對潮汐數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗證：在北海和西大西洋的結(jié)果基本一致。
此外，工程師對2013年12月的熱帶氣旋Xaver進(jìn)行了反演分析，發(fā)現(xiàn)模型對比利時海岸帶的水位峰值預(yù)測非常準(zhǔn)確，且在氣旋期間，水位的偏差和均方根誤差僅分別為0.02米和0.27米。
07 小結(jié)
本文主要講述了IMDC的工程師利用二維水動力通用仿真軟件建立二維水動力模型，對比利時海岸帶的水位和流速進(jìn)行了模擬計算，并與TOPEX的實測數(shù)據(jù)與Xaver氣旋期間Oostende和de Wandelaar站點的實際測量結(jié)果進(jìn)行了對比。
IMDC的研究表明，使用二維水動力通用仿真軟件建立的大陸架模型，不僅可以很好地模擬常況下由潮汐波引起水位變化，更能夠很好地預(yù)測極端氣候條件下海岸帶的水位變化情況，具有相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性。
格物云CAE
一款國產(chǎn)可控云端仿真平臺，結(jié)構(gòu)、流體、水動力仿真軟件場景化模塊化，支持多格式網(wǎng)格導(dǎo)入(.med、.inp、.cdb、.cgns等)和高性能并行計算，降低CAE使用門檻，拓展CAE應(yīng)用范圍，加速工業(yè)企業(yè)研發(fā)制造數(shù)字化轉(zhuǎn)型。平臺支持云端CAE仿真生成工業(yè)APP，構(gòu)建完全交互式仿真社區(qū)，快速實現(xiàn)行業(yè)通用經(jīng)驗軟件化。
展開 Techwiz LCD 2D應(yīng)用：二維LC透鏡建模分析
摘要
Techwiz LCD 2D新增Lens掩膜結(jié)構(gòu)，可以方便快捷的對LC 透鏡進(jìn)行建模分析。LC透鏡由于體積小、焦距可變等優(yōu)點，被認(rèn)為是光學(xué)系統(tǒng)中一個很有前景的研究領(lǐng)域。在有限的空間內(nèi)改變焦距是可能的，因為LC材料的折射率可以通過施加電壓來調(diào)節(jié)。在LC透鏡結(jié)構(gòu)中，可以通過TechWiz LCD 2D進(jìn)行光程差和焦距的計算，以及包括施加電壓的LC導(dǎo)向分布在內(nèi)的高級LC分析。
2. 建模流程
1. 增加了生成2D透鏡(Lens)結(jié)構(gòu)的功能。
1） 添加掩膜:
2） 生成透鏡掩膜結(jié)構(gòu)（Taper Model：Lens）
3） 設(shè)置“透鏡厚度”、“曲率半徑”和“分層數(shù)”
半徑: 輸入鏡頭的曲率半徑。
分層數(shù): 輸入鏡頭的分層數(shù)。(隨著層數(shù)的增加，曲面變得更像一個圓)
3. 結(jié)果分析
光線追跡和LC透鏡焦點分析
展開 模型分享012——二維隨機(jī)顆粒建模及仿真應(yīng)用 ￥99
仿真文件說明
如圖1所示為二維隨機(jī)顆粒增強(qiáng)材料的切削仿真，顆粒在模型內(nèi)部隨機(jī)分布，模型中可以通過改寫數(shù)值定義多組直徑，也可以將顆粒直徑定義在某一范圍內(nèi)隨機(jī)分布，從而建立仿真所需的幾何模型。
圖1 二維顆粒增強(qiáng)鋁合金材料切削仿真
前言
防控期間在家進(jìn)行流體力學(xué)學(xué)習(xí)，對于生物流體力學(xué)中描述的流體中的微粒運動深有感觸，因而考慮到生物3D打印實驗中，無論是明膠微球混合打印、細(xì)胞擠出打印甚至是打印中氣泡的作用影響，都是不可避免的技術(shù)難點，因而對此方向進(jìn)行了簡單的了解。
手動建模
通過仿真研究微球增強(qiáng)的情況，首先就是建立高質(zhì)量的仿真模型，對于此類問題，其關(guān)鍵是微球尺寸和位置的隨機(jī)性分布，因此采用Python語言進(jìn)行了模型的建立。
創(chuàng)建一個二維的隨機(jī)圓形顆粒模型，假設(shè)圓形顆粒的大小分為三種，半徑分別為1mm，3mm，5mm。模型的大小為100×50mm。
圖2 顆粒建模示意圖
隨機(jī)模型
然后要做的就是創(chuàng)建顆粒的循環(huán)生成，將三種不同直徑的顆粒循環(huán)生成，此時顆粒的半徑已知，因此設(shè)置顆粒的圓心位置隨機(jī)，實現(xiàn)顆粒的隨機(jī)分布。為了避免顆粒之間發(fā)生相互的干涉，既避免生成的圓形之間發(fā)生重疊情況，在此基礎(chǔ)上需要添加判斷，成為隨機(jī)顆粒圓心位置的限制條件。
隨機(jī)直徑顆粒搭配
通過以上方式生成的顆粒直徑只能是固定的幾個，為了提高仿真的真實性，比較近似的模擬顆粒直徑的分布，設(shè)計了顆粒直徑在某個尺寸范圍內(nèi)，隨機(jī)生成的腳本文件，實現(xiàn)了直徑在一定尺寸范圍內(nèi)的隨機(jī)生成。圖中尺寸范圍為0.075-0.125mm。
展開 
二維Cohesive建模：模擬纖維與基體粘結(jié)滑移破壞 ￥50
建立基體部件（二維可變形殼）
建立二維可變形線
布爾操作
劃分網(wǎng)格
將inp文件導(dǎo)出，通過matlab進(jìn)行處理，插設(shè)纖維與基體之間界面單元，參考下文文獻(xiàn)中的流程，之后將修改后的inp文件導(dǎo)入Abaqus
設(shè)置材料屬性，添加邊界條件
提交計算，對結(jié)果進(jìn)行后處理，圖為拔出口處基質(zhì)受壓引起的損傷。
圖為不同纖維角度的拉拔力曲線
**附件為二維界面插設(shè)coh的matlab程序，提供售后服務(wù)，謝謝大家。
ABAQUS二維隨機(jī)多邊形骨料界面過渡區(qū)混凝土細(xì)觀建模
ABAQUS二維隨機(jī)多邊形骨料及界面過渡區(qū)（ITZ）的混凝土細(xì)觀建模研究，可有效揭示混凝土內(nèi)部多相復(fù)合結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)機(jī)理。該模型能夠真實反映骨料隨機(jī)分布特征及ITZ對裂縫萌生與擴(kuò)展的影響，為準(zhǔn)確模擬混凝土損傷演化過程、預(yù)測宏觀力學(xué)性能提供理論基礎(chǔ)，對提升混凝土結(jié)構(gòu)耐久性與安全性具有重要意義。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立多邊形骨料、界面過渡區(qū)（ITZ）、水泥砂漿基體多相材料混凝土細(xì)觀有限元模型。
混凝土細(xì)觀模型采用CAD隨機(jī)多邊形2D插件專業(yè)版參數(shù)化建模生成，將CAD中的混凝土各組分內(nèi)容分別另存為dxf格式，以備導(dǎo)入ABAQUS內(nèi)。
在ABAQUS內(nèi)將混凝土細(xì)觀圖形以草圖的形式分別導(dǎo)入。
利用草圖建立混凝土模型中各組分的部件。
對混凝土中各組分分別設(shè)置材料屬性，如進(jìn)行混凝土細(xì)觀力學(xué)分析時，可采用EasyCDP Mortar&ITZ插件快速設(shè)置混凝土損傷塑性材料模型參數(shù)。
將混凝土細(xì)觀模型中的砂漿、骨料、ITZ部件進(jìn)行裝配。
進(jìn)行混凝土細(xì)觀模型的網(wǎng)格劃分，可采用四邊形或三角形單元類型。
后續(xù)可根據(jù)研究的需要進(jìn)行混凝土細(xì)觀模型的模擬分析，如混凝土的受壓損傷開裂等。
二維多邊形骨料混凝土細(xì)觀模型的受壓損傷模擬教程可以參考：ABAQUS多邊形骨料ITZ混凝土細(xì)觀受壓開裂論文復(fù)現(xiàn)視頻
展開 COMSOL微觀多孔介質(zhì)二維滲流模擬基于四參數(shù)隨機(jī)生長建模
模型樣圖
建模采用的AbyssFish四參數(shù)隨機(jī)生長2D軟件可在下面鏈接下載：
https://www.yqgqt.org.cn/post/1899410
[問題討論]基于ICEM和FLUENT的二維圓柱繞流嵌套網(wǎng)格實例
網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于嵌套網(wǎng)格的的內(nèi)容大多數(shù)是關(guān)于直接利用軟件進(jìn)行計算的過程，而對于前處理過程中的網(wǎng)格生成過程并沒有什么描述，其實這種技術(shù)已經(jīng)在學(xué)術(shù)界流傳已久，只是用的都是自己的程序算法，今天，我們來使用商用軟件ICEM來進(jìn)行嵌套網(wǎng)格的劃分，并用Fluent進(jìn)行計算。
之所以稱之為嵌套網(wǎng)格，即多重網(wǎng)格相互重疊，組合成的一組網(wǎng)格。這里存在兩套或者兩套以上的網(wǎng)格相互重疊，目前支持嵌套網(wǎng)格的求解器的有Fluent17.0以上版本，OPENFORM最新的版本。具體的求解技術(shù)大致為：求解器識別嵌套網(wǎng)格邊界，對被組分網(wǎng)格遮蔽的背景網(wǎng)格部分進(jìn)行“挖洞”，具體的描述大家可以參考文獻(xiàn)[1]，至于網(wǎng)格生成思路請大家參考文獻(xiàn)[2]，下面進(jìn)入主題。
本文的研究對象為二位圓柱繞流，Re=20，此時圓柱表面流動認(rèn)為層流，會在圓柱背風(fēng)面形成一對穩(wěn)定的弗普爾旋渦，如下圖。這部的計算內(nèi)容對比參考文獻(xiàn)[3].
首先介紹網(wǎng)格生成思路：(1) 生成包裹圓柱的組分網(wǎng)格；(2) 生成外流場域的背景網(wǎng)格；(3) 組合網(wǎng)格進(jìn)行計算。
首先生成內(nèi)部包裹圓柱的網(wǎng)格，為了簡單我們選擇了簡單的的正方形網(wǎng)格：
對上面左邊的圓柱劃分O-block，并進(jìn)行相應(yīng)的關(guān)聯(lián)，將正方形周圍的part名稱改為overset，方便在Fluent中進(jìn)行改變邊界條件，成為右邊的圖，并生成網(wǎng)格，之后，將網(wǎng)格轉(zhuǎn)換成非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。保存網(wǎng)格為inner.uns文件，特別注意，只用進(jìn)行到這一步就好了，不必轉(zhuǎn)換成.msh文件，特別注意。
然后劃分外流場網(wǎng)格，這里要注意兩組網(wǎng)格的坐標(biāo)系要一致，即組裝起來之后，圓柱要在流體域的中間。
展開 