壓縮機仿真的案例
壓縮機仿真：補氣式滾動轉子壓縮機的CFD仿真及優(yōu)化研究
壓縮機出口閥片和補氣結構的閥片，其打開和關閉過程受流場作用和閥片結構本身的材質影響，需要考慮整個過程的流固耦合作用，通常需要構建動力學模型描述整個運動過程，同時需要將運動規(guī)律映射到網格運動，使閥片的開關過程與動網格描述保持一致。
需要考慮制冷劑介質的真實氣體物性。
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基于Simerics-MP+的滾動活塞壓縮機CFD分析解決方案
基于上述CFD分析技術難點的概述，采用通用的CFD仿真技術并不能較好的解決滾動轉子壓縮機的熱力學仿真分析。基于此，本文將介紹一種專業(yè)型壓縮機CFD仿真分析工具SimericsMP+進行補氣式滾動轉子壓縮機仿真的方法。
Simerics-MP+（原PumpLinx）為專業(yè)級的具有多領域獨特應用優(yōu)勢的CFD仿真工具，具備包括船舶、車輛、葉輪機械、容積式泵/壓縮機、閥門以及系統仿真等在內的多個專業(yè)模塊，可針對不同的領域分析特點準確高效的完成網格劃分、動網格設置、計算模型設置計算以及后處理等工作。
展開 淺析離心壓縮機設計與流固耦合仿真
即如何利用Simerics-MP+進行壓縮機的熱流場仿真，并結合有限元分析工具進行壓縮機的流固耦合仿真分析，通過離心壓縮機內部流場與葉輪流固耦合強度分析，從熱氣動分析角度研究葉片失效（斷裂等）因素對于葉輪結構設計的參考和優(yōu)化指導。
壓縮機設計與流固耦合仿真技術路線
本技術方案引入專業(yè)的壓縮機參數化設計工具CFturbo，壓縮機熱流場仿真分析工具Simerics-MP+（原PumpLinx），以及有限元分析工具來進行壓縮機的設計仿真優(yōu)化和結構校核模擬。其中CFturbo與Simerics-MP+之間具備設計仿真的無縫集成接口，即CFturbo設計的方案模型可在CFturbo中直接轉換為Simerics-MP+可用的模型，并自動啟動Simerics-MP+進行熱流體計算，而無需其他的前處理和求解設置工作。
CFturbo與Simerics-MP+無縫集成特征
Simerics-MP+的前身即專業(yè)的運動機械仿真工具PumpLinx，對于壓縮機及其他運動機械的熱流場仿真分析而言，由于其內置的壓縮機分析模板、快速高效的前處理和求解功能，使得壓縮機的熱力學模擬過程十分高效，其MPI高并行功能則更加速了這一進程。而對于一些非理想工況，也可以通過其內置的Nist真實物性數據提取的小程序，實現壓縮機真實氣體熱流場的模擬，更提高了模擬的精確性。
展開 ANSYS Forte對容積式壓縮機的仿真優(yōu)勢及應用
容積式壓縮機內部涉及到可壓縮的高流速動與多相流，由于相間作用復雜、界面捕捉困難、氣液比高等問題，通過仿真解決壓縮機內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，后處理也會較為復雜。
ANSYS Forte在容積式壓縮機仿真中的優(yōu)勢
傳統的ANSYS CFX 或 ANSYS Fluent對容積式壓縮機的仿真均采用動網格來處理，即在每一個時間步長下網格的節(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，網格自動生成且不需要提前生成網格，可用于計算往復式活塞壓縮機、螺桿式壓縮機和渦旋式壓縮機等多種壓縮機形式。
在仿真過程當中，Forte可以自動檢測面與面之間小的間隙并進行網格加密處理，同時采用經驗間隙模型（Empirical gap model）來補償間隙中分辨率差的網格。當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力的經驗間隙模型來得到間隙內的流動特征，從而解決了間隙網格質量差帶來的問題，同時不影響計算速度以及精度。
ANSYS Forte推薦采用Ensight對計算結果進行后處理，瞬態(tài)計算過程中，計算結果可直接立刻動態(tài)傳輸給Ensight進行分析，從而得到詳細的溫度以及壓力場信息等，同時還可以查看任意位置的網格特征。
展開 ANSYS Forte對容積式壓縮機的仿真優(yōu)勢及應用
容積式壓縮機作為一種通用流體機械得到廣泛應用，相對于速度式壓縮機具有適應性強、壓力比高和熱效率高等優(yōu)點。常見的容積式壓縮機如往復式、螺桿式、渦旋式及轉子式等，隨著氣腔容積的由小到大再變小，發(fā)生周期性的變化，完成吸氣、壓縮和排氣過程。
隨著數值計算技術的飛速發(fā)展，仿真技術在工業(yè)領域的應用逐漸深入，越來越多的企業(yè)開始嘗試運用仿真的手段解決其工業(yè)產品的性能等關鍵問題，以減少試驗次數，降低樣件試制成本，提高產品穩(wěn)定性與可靠性來進一步提升市場競爭力。那么如何運用合適的CAE軟件進行高效的仿真顯得尤為重要。
ANSYS Forte 結合了CHEMKIN-PRO求解器技術的內燃機CFD仿真工具包，含有多組分燃燒模型并結合復雜的噴霧動力學，可以在短時間內完成詳細化學的計算，能夠對幾乎任意燃料的內燃機進行穩(wěn)健并精確的計算，同時在新版本中推出了針對于容積式壓縮機的分析方法，本文主要圍繞新功能而展開，讓大家能夠更直觀地了解Forte在模擬壓縮機運行過程中的一些較為突出的功能優(yōu)勢。
CFD難點分析
容積式壓縮機結構復雜，其空腔容積會周期性的變化，流體的可壓縮高。動靜壁面間存在狹小的間隙（一般都是幾十個微米的大小，甚至更小），影響泄露；且出口排氣流動復雜，會影響壓縮機的流動、氣液分離、振動與噪聲等性能。因此在對這類旋轉機械的網格處理上必然會遇到挑戰(zhàn)，網格的數量、質量、動網格的應用都直接影響到計算結果的精度和準確性。
展開 
ANSYS Forte對容積式壓縮機的仿真優(yōu)勢及應用
容積式壓縮機內部涉及到可壓縮的高流速動與多相流，由于相間作用復雜、界面捕捉困難、氣液比高等問題，通過仿真解決壓縮機內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，后處理也會較為復雜。
ANSYS Forte在容積式壓縮機仿真中的優(yōu)勢
傳統的ANSYS CFX 或 ANSYS Fluent對容積式壓縮機的仿真均采用動網格來處理，即在每一個時間步長下網格的節(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，網格自動生成且不需要提前生成網格，可用于計算往復式活塞壓縮機、螺桿式壓縮機和渦旋式壓縮機等多種壓縮機形式。
在仿真過程當中，Forte可以自動檢測面與面之間小的間隙并進行網格加密處理，同時采用經驗間隙模型（Empirical gap model）來補償間隙中分辨率差的網格。當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力的經驗間隙模型來得到間隙內的流動特征，從而解決了間隙網格質量差帶來的問題，同時不影響計算速度以及精度。
展開 滾動轉子式壓縮機基頻振動測試和仿真
季振勤等通過對空調外機鈑金件結構的低頻振動和異常噪聲的FFT分析，確認了壓縮機振動是導致室外機產生低頻振動和異常噪聲的主要原因[1-3]。因此，準確的預估壓縮機的低頻振動特性成了亟待解決的關鍵問題。
長期以來，對壓縮機的低頻振動的研究主要關注基頻回轉振動，即滾動轉子式壓縮機吸排氣腔的阻力矩的周期性波動，迫使壓縮機產生的往復回轉運動[4]，而對壓縮機的徑向振動和軸向振動關注較少。壓縮機回轉振動是影響空調配管振動、應力的主要因素，但隨著空調配管振動、應力仿真要求的不斷提高，僅用回轉運動描述壓縮機的振動，已經不能滿足仿真精度的需求。壓縮機徑向振動和軸向振動對配管振動、應力的影響逐步凸顯。因此，精確模擬壓縮機的實際運行狀態(tài)，是提高空調配管振動、應力仿真準確性的必然要求。
本文以某型號壓縮機為研究對象，通過對壓縮機殼體表面的工作振型（ODS）測試，獲得了壓縮機殼體表面的徑向、軸向、切向基頻振動分布。
展開 Simerics | 渦旋壓縮機三維瞬態(tài)CFD仿真
Simerics-MP+渦旋壓縮機仿真優(yōu)勢
Simerics-MP+作為專業(yè)的旋轉機械CFD仿真軟件，對于渦旋式壓縮機仿真分析具有獨特的技術優(yōu)勢：
專業(yè)的渦旋壓縮機網格模板
針對渦旋壓縮機結構較為復雜，流體域存在變形，其流體域進行結構化網格劃分比較困難的情況，Simerics-MP+配備了專業(yè)的渦旋壓縮機模板，保證了轉子在整個中的嚙合質量，特別是對于間隙較小的區(qū)域，能夠為渦旋壓縮機一鍵式生成連續(xù)的高質量結構化網格。
【Simerics技術分享】雙螺桿壓縮機注油過程3D動態(tài)仿真
雙螺桿壓縮機注油過程3D動態(tài)仿真
除潤滑齒輪外，不同類型的容積式壓縮機普遍采用噴油來冷卻壓縮氣體、密封泄漏間隙提高壓縮機氣體流量和效率。
本文將詳細介紹雙螺桿壓縮機注油過程的3D全瞬態(tài)CFD仿真，采用體積分數(VOF)法對氣液兩相流動進行模擬，通過對比有油和無油情況下的模擬結果，對注油冷卻和密封效果進行評價。
通過該算例Simerics MP+ 軟件VOF模型的有效性、強大性及計算速度得到了有效地驗證。
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雙螺桿壓縮機基本原理
雙螺桿壓縮機是一種做回轉運動的容積式氣體壓縮機械，隨著螺桿轉子的轉動，陰陽轉子間的齒間容積沿轉子軸線從吸氣端運動到排氣端，且齒間容積由小到大再變小，發(fā)生周期性的變化，完成吸氣、壓縮和排氣過程。
除潤滑齒輪外，不同類型的容積式壓縮機普遍采用噴油來冷卻壓縮氣體、密封泄漏間隙提高壓縮機氣體流量和效率。
本文將詳細介紹雙螺桿壓縮機注油過程的3D全瞬態(tài)CFD仿真，采用體積分數(VOF)法對氣液兩相流動進行模擬，通過對比有油和無油情況下的模擬結果，對注油冷卻和密封效果進行評價。
通過該算例Simerics MP+ 軟件VOF模型的有效性、強大性及計算速度得到了有效地驗證。
展開 ANSYS CFX-壓縮機CFD仿真流程
CFX-壓縮機仿真
壓縮機的仿真涉及到的是可壓縮流體的一個仿真，所以本次的課程主要涉及到的是可壓縮流體的一個仿真流程。
壓縮機仿真學習：影響離心壓縮機特性曲線的參數，你了解過嗎?
離心壓縮機機理模型在仿真時，壓縮機的溫度、壓力、流量以及其它成分均來自現場DCS讀取的過程數據。一般在設計工況附近，壓縮機有最高效率，流動情況最完善；當流量增大時，由于摩擦損失和沖擊損失明顯增大，級效率將下降；當流量減小時，分離沖擊損失明顯減小。
此外，由于流量減小，相對的漏氣損失和輪阻損失也增大，所以也使級效率降低。壓縮機性能不僅反映了級壓比、效率等與流量的關系外，也反映了級的穩(wěn)定工況范圍的大小。
文章來源：蚌埠榮強壓縮機
技術干貨| 基于GT-SUITE往復式壓縮機進氣脈動噪聲特性仿真
基于GT-SUITE往復式壓縮機進氣脈動噪聲特性仿真
摘要：
1）往復式壓縮機在吸氣過程中產生噪聲，在GT-SUITE中搭建壓縮機模型，考察壓縮機進氣過程的噪聲特性；
2）識別影響進氣噪聲的參數。
往復式壓縮機性能要求：
盡可能少的能量消耗；
盡可能高的體積效率；
可靠性和安全性；
盡可能小的噪聲水平
圖1 往復壓縮機結構及工作原理
噪聲傳遞過程：
噪聲傳遞過程如圖2所示：壓力波動是噪聲產生的主要原因，圖2中左圖是使用GT-SUITE搭建的1D模型和其他軟件搭建3D模型計算的壓力波動對比，該圖說明1D計算結果精度符合要求。
圖2 噪聲傳遞過程
噪聲傳遞路徑包括：1）沿管路傳遞到進氣口的脈動噪聲；2）經殼體的輻射噪聲。
噪聲測量：
在進氣閥處進行噪聲測試，以驗證仿真模型準確性。針對不同排量和冷媒，分別測量進氣閥處的聲壓級
1）排量分別為15cc和21cc;
2）冷媒分別是R134a和R290；
圖3 測試聲壓級對比
圖3左圖是相同冷媒R134a下，不同排量對應聲壓級，右圖是冷媒R290下，不同排量對應的聲壓級。
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壓縮機仿真學習：離心壓縮機參數辨識
文章來源：壓縮機網
【CFD專欄】模板化CFD技術及其在壓縮機數值仿真中的應用實踐
圖3.11 單螺桿壓縮機網格模型
圖3.12 單螺桿壓縮機速度分布
圖3.13 雙螺桿壓縮機仿真：溫度分布
圖3.14 噴油雙螺桿壓縮機仿真：油液及溫度分布
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離心壓氣機應用
壓氣機是發(fā)動機的心臟，其性能好壞直接影響整臺發(fā)動機的正常工作。將Simerics MP+應用于壓氣機的CFD模擬，可實現：
準確預測壓氣機內部流動狀況；
獲取壓縮性能參數；
為壓氣機改型提供準確、詳細的分析依據。
利用Simerics MP+對Eckardt離心壓氣機的葉輪進行了仿真研究，獲得的仿真結果與實驗結果具有良好的吻合度。
展開 從CAD到1D：通過多物理場仿真對渦旋壓縮機進行建模的方法
摘要
使用一維流體動力學對渦旋壓縮機進行建模，通常需要在腔室容積和端口面積曲線提取過程進行大量的工作。GT-SUITE仿真軟件從壓縮機動盤、靜盤渦圈CAD模型開始，自動創(chuàng)建一維流體動力學模型。為了考慮腔室氣體壓力與軌道渦旋上力矩的關系，本文介紹了腔室容積、端口面積、泄漏面積的等效方法。此外，還將對比渦旋壓縮機仿真與試驗的性能數據，保證模型的精度。
來源：Gamma Technologies
1、介紹
渦旋壓縮機的性能需要通過大量的測試以及多種形式的模擬而最優(yōu)化，其中包括三維CFD、二維腔室建模和一維腔室建模。仿真建模有助于在設計渦旋壓縮機時加快開發(fā)周期，并降低測試成本。
展開 渦旋壓縮機的虛擬建模與運動仿真
摘 要: 為了分析渦旋壓縮機運動機構的動力特性和運動規(guī)律，根據渦旋壓縮機的結構和工作原理，采用三維實體建模和虛擬樣機軟件對其運動機構進行了三維實體建模，通過渦旋壓縮機的運動仿真，獲得了準確的運動學參數曲線，保證了渦旋壓縮機設計的正確性和可靠性，提高了整體設計效率和精度。
關鍵詞: 渦旋壓縮機; 虛擬建模; 運動仿真
前言：虛擬樣機( Visual Prototype) 技術是通過計算機等技術手段把產品資料集成到一個可視化環(huán)境中，實現產品的仿真分析。使用系統仿真軟件，可以在各種虛擬環(huán)境中真實地模擬系統的運動，不斷修改設計缺陷及改進系統，直至獲得最優(yōu)設計方案，最終做出比較理想的物理樣機［1］。
在眾多的商業(yè)產品中，美國 MDI 公司的 ADAMS軟件是最具權威性、應用范圍最廣的虛擬樣機仿真軟件。它不但可以方便快捷地對虛擬樣機進行靜力學、運動學和動力學分析，而且其開放的程序結構和接口還使它成為特殊行業(yè)用戶進行特殊虛擬樣機分析的二次開發(fā)工具［2］。本文采用ADAMS 軟件對高效低噪渦旋壓縮機的運動機構進行仿真研究。
渦旋壓縮機的結構與工作原理渦旋壓縮機主要由動渦旋盤、靜渦旋盤、十字滑環(huán)、曲軸和支架體等零件組成
渦旋壓縮機的基本結構2012 年第 40 卷第 1 期 流 體 機 械 17動、靜渦旋盤偏心一定距離相錯某一角度安置在一起。動靜渦旋齒相互嚙合后形成多個封閉容積，動渦旋在曲軸驅動和防自轉機構限制下，實現回轉平動運動。使動、靜渦旋齒相互嚙合形成的月牙形封閉容積發(fā)生周期變化，實現氣體的吸入、壓縮和排氣，參見圖 2 所示。
渦旋壓縮機工作原理3 公轉型渦旋壓縮機運動機構圖 3、圖 4 示出渦旋式壓縮機的運動機構模型。
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