氣動熱仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：仿真客 創(chuàng)建時間：2023-06-19
氣動熱仿真的視頻教程
基于icem+fluent飛機螺旋槳氣動仿真與噪聲仿真
(螺旋槳仿真/旋翼仿真/風(fēng)機仿真/旋轉(zhuǎn)機械仿真) 有疑問和建議請私信我，共同交流進步！ 注：視頻涉及的所有文件在附件中，請一起下載！
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fluent氣動噪聲仿真實例
介紹fluent氣動噪聲模型及各模型的應(yīng)用場合 講解旋轉(zhuǎn)機械模型前處理、網(wǎng)格劃分及參數(shù)設(shè)置 講解寬帶噪聲模型及結(jié)果后處理
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基于icem+fluent翼型氣動仿真
本課程從翼型數(shù)據(jù)處理，到ICEM劃分網(wǎng)格，再到Fluent設(shè)置，詳細介紹飛機翼型的氣動仿真過程，并包括云圖，壓力系數(shù)，氣動力系數(shù)的后處理以及和風(fēng)洞實驗數(shù)據(jù)的對比，邊界層的處理等，可以得到指定來流速度，攻角，雷諾數(shù)的情況下，翼型的升力、阻力、力矩系數(shù)，翼型上下表面壓力系數(shù)等流場情況！
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氣動熱仿真的實例教程
但是影響溫度的因素，因應(yīng)用環(huán)境等的不同而顯著不同，因此，針對不同的應(yīng)用往往采用不同的專業(yè)工具來進行設(shè)計仿真和測試，對此，你又了解多少呢？
解決方案
典型的工程熱問題包括外太空的熱控、高溫輻射熱、高速氣動熱、常溫流動換熱、電子散熱等，這些一般都可以通過仿真來對比、驗證熱設(shè)計方案，通過相關(guān)測試獲取熱參數(shù)或標定熱模型。
外太空的熱控
衛(wèi)星、空間站等工作中外太空，攜帶的燃料、光電轉(zhuǎn)換得到的電能等都是寶貴的資源，因此往往借助Dymola多學(xué)科一維系統(tǒng)仿真工具，進行整星的能量系統(tǒng)性能和控制進行仿真。
外太空的特點是軌道和姿態(tài)的影響大、低溫環(huán)境、對流弱。針對這些特性，Thermica可方便地設(shè)置太陽系內(nèi)的各種衛(wèi)星軌道，支持部件機動、多航天器相互指向等復(fù)雜姿態(tài)，基于光線追蹤法并行計算幾何角系數(shù)、軌道外熱流以及熱輻射等，Thermisol基于節(jié)點熱阻網(wǎng)絡(luò)分析整體的溫度場在軌道不同位置的熱狀態(tài)。
高溫輻射熱仿真
不僅低溫環(huán)境下存在強烈的熱輻射，常溫環(huán)境下高溫部件也會有強烈的熱輻射，比如火箭或飛機等的尾噴管會對其附近的設(shè)備等產(chǎn)生高溫熱輻射加熱，汽車的渦輪增壓器和排氣管也會對發(fā)動機艙內(nèi)和底盤的線束、管路產(chǎn)生熱輻射加熱。Taitherm能夠快速分析并直觀展示熱輻射狀況，直接與常用CFD仿真工具耦合進行熱-流仿真，獲得長時間的瞬態(tài)熱狀況，用于發(fā)現(xiàn)潛在的熱害、設(shè)計合理的熱防護方案。
高速氣動熱仿真
對于返回艙、火箭、導(dǎo)彈、飛機等而言，因為其高速運動于大氣中，會產(chǎn)生嚴重的氣動熱效應(yīng)，不僅涉及到熱，還與高速的空氣流動密不可分。FloEFD能夠根據(jù)幾何外形的曲率和壓力梯度等自動細化網(wǎng)格，并采用了先進的湍流修正模型和雙層壁面函數(shù)，能夠準確地分析高速氣動的熱狀況。
展開 考慮這種熱非平衡對于高超超聲速流的精確模擬是重要的，最重要的是在表面?zhèn)鳠岷蜏囟鹊念A(yù)測。
粘度模型使用k-ω SST湍流模型，保留默認設(shè)置。
3、材料
默認的流體材料是空氣，這是此問題中的工作流體。對于高超聲速流來說，考慮可壓縮性和熱物理性質(zhì)隨溫度的變化是很重要的。這將在選擇使用雙溫度模型時自動完成，以確保使用適當?shù)膶傩浴? 4、操作條件
設(shè)置操作壓力為0。
5、邊界條件
“inflow”邊界：如下，并設(shè)置溫度為250K。
“outflow”邊界：如下，并設(shè)置溫度為250K。
“wall”邊界：設(shè)置溫度為1500K。
6、求解
求解方法和離散方法如下。
庫朗數(shù)和松弛因子如下。
設(shè)置求解限制。
初始化設(shè)置。
迭代步數(shù)設(shè)置為500，點擊Calculate開始計算。
7、計算結(jié)果處理
顯示外流場馬赫數(shù)。
顯示壁面的表面熱通量分布。
顯示對稱平面上的平移-旋轉(zhuǎn)溫度與振動-電子溫度的比值。
比較近似停滯線上的平移溫度和振動電子溫度。
-------END-------
文章來源：CFD小鎮(zhèn)
展開 它不行，還是我不行
在飛行器氣動力/熱的仿真中，為什么有的工程師仿真結(jié)果與風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)吻合較好，有的工程師差異較大？無非，就是它不行，還是自己不行的問題。
它不行，講的是，自己選擇的網(wǎng)格生成工具及求解器，本身就不適合自己需要仿真模擬的工況。
我不行，指的是，工具行，自己沒掌握。舉幾個例子，生成的網(wǎng)格，邊界層不合理（不同求解器及湍流模型，對Y+要求也不同）；計算激波/邊界層干擾的脈動，用DES......
圖34 采用DES模型的內(nèi)埋彈艙渦系結(jié)構(gòu)
圖35 采用LES模型的S彎進氣道擬序結(jié)構(gòu)圖
CFD仿真的驗證，選用資料要慎重，最好有自己的實驗驗證。
6. CFD的展望
才疏學(xué)淺，此部分實在不敢多言。
NASA提出的未來研究的6個戰(zhàn)略方面中的“關(guān)鍵技術(shù)”的主要內(nèi)容之一即流體力學(xué)（空氣動力學(xué)）。要求的目標是發(fā)展新的概念，提出新的理論、實驗及計算工具等，最終要保證飛行器的有效設(shè)計和運行。CFD則被美國國防部列為21項關(guān)鍵技術(shù)之一。這些均說明，空氣動力學(xué)的地位在21世紀，不但沒被削弱，反而進一步增強，沒有空氣動力學(xué)的新技術(shù)、新成果，就無法實現(xiàn)先進飛行器的高性能。
隨著CFD方法的不斷突破，及計算機技術(shù)的飛躍發(fā)展，多學(xué)科分析及優(yōu)化設(shè)計手段的持續(xù)融入，機器學(xué)習(xí)的方興未艾，飛行器的設(shè)計必將迎來更大的革命。
圖36 280億網(wǎng)格的客機著陸構(gòu)型
7. 幾點體會
上面的文字，大部分是我自己的工作體會，也有部分內(nèi)容是從書上及網(wǎng)絡(luò)上“搬”過來的。大家可能會感到缺了點什么或者認為我是否有所保留。
展開 聯(lián)合/耦合氣動及換熱仿真
渦軸發(fā)動機由于自身結(jié)構(gòu)緊湊和裝機位置特殊等原因，需要對氣動及換熱問題進行綜合考量，才能較為準確地評估出設(shè)計方案的有效性及合理性，為發(fā)動機的安全運轉(zhuǎn)及性能優(yōu)化提供定量數(shù)據(jù)支撐。
空氣系統(tǒng)
渦軸發(fā)動機空氣系統(tǒng)與發(fā)動機軸向力、強度壽命以及變形等關(guān)系密切，而這些又與發(fā)動機的安全運行緊密相關(guān)。因此，只有準確地仿真出轉(zhuǎn)子周圍的流動及換熱情況，對轉(zhuǎn)子件強度、壽命、變形進行準確分析，才能為發(fā)動機的安全性設(shè)計提供保障。
由于渦軸發(fā)動機空氣流量小、溫度梯度大，冷氣沿程溫升很高，流動與傳熱熱效應(yīng)非常顯著。為滿足工程分析精度要求，必須進行空氣流動與零件傳熱耦合仿真分析。以一個渦軸發(fā)動機燃氣渦輪二級導(dǎo)向葉片及內(nèi)封嚴結(jié)構(gòu)的流熱耦合結(jié)果為例，其中考慮了冷氣沿程的沖擊換熱、肋片強化冷卻、空氣預(yù)旋、盤腔風(fēng)阻、篦齒射流等一系列復(fù)雜流動與換熱現(xiàn)象的相互耦合影響。空氣系統(tǒng)仿真在準確提供轉(zhuǎn)子盤腔內(nèi)部氣流流動信息的同時，還有助于更精確地進行零部件冷卻效果、溫度場分析。這對提升渦軸發(fā)動機性能、壽命，保障渦軸發(fā)動機安全運轉(zhuǎn)提供了有力支撐。
整機聯(lián)合氣動仿真
渦軸發(fā)動機性能與進氣道性能和外界來流情況直接關(guān)聯(lián)，嚴重時發(fā)動機的壓比、效率和裕度均會大幅下降，甚至危及穩(wěn)定運行，這就需要通過各部件聯(lián)合氣動仿真和內(nèi)外流耦合仿真分別對不同因素進行評估。為此，動研所開展了發(fā)動機進氣道—壓氣機—燃燒室—渦輪聯(lián)合氣動仿真研究工作，如圖3所示，可有效評估各部件對整機性能的影響程度，對各部件的耦合匹配意義重大。
展開 eVTOL在研發(fā)過程中有諸多難點和重點，Ansys CFD 在 eVTOL（電動垂直起降飛行器）領(lǐng)域提供了覆蓋氣動優(yōu)化、多物理場耦合、熱管理、噪音控制等全流程的仿真解決方案，助力工程師應(yīng)對復(fù)雜設(shè)計挑戰(zhàn)。
ZEVA ZERO曾利用 Ansys CFD 優(yōu)化氣動布局，使其在垂直起降時的噪音低于街道環(huán)境，同時滿足 GoFly 競賽中 40 海里續(xù)航和 100 mph 速度要求；Volvo EX90 電動車通過 GPU 加速 CFD 模擬，將空氣動力學(xué)優(yōu)化周期縮短，助力提升電動車續(xù)航里程。
6月19日，以『Ansys CFD在eVTOL領(lǐng)域的解決方案』為主題的Ansys官方研討會于線上開展，下滑預(yù)約??
時間：6月19日（星期四），16：00-17：00
內(nèi)容簡介：主要介紹Ansys CFD產(chǎn)品在電動垂直起降飛行器(eVTOL)產(chǎn)品研發(fā)過程中的解決方案；解決方案涵蓋飛行車外氣動、旋翼、氣動噪聲和電池熱管理等方面的仿真解決方法和相關(guān)案例。
講師：
姚翔 | Ansys高級應(yīng)用工程師
北京航空航天大學(xué)能源學(xué)院葉輪機械工學(xué)碩士。長期從事旋轉(zhuǎn)機械相關(guān)的設(shè)計、仿真工作，現(xiàn)任Ansys旋轉(zhuǎn)機械方向應(yīng)用工程師，對Ansys旋轉(zhuǎn)機械產(chǎn)品體系有著豐富經(jīng)驗。
形式：線上
費用：免費
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技術(shù)鄰簡介：
技術(shù)鄰專注于工科技術(shù)社區(qū)，從最早的CAE技術(shù)社區(qū)（中國CAE聯(lián)盟）發(fā)展而來，在CAE領(lǐng)域有20年的教學(xué)和咨詢服務(wù)經(jīng)驗。
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氣動熱仿真的最新內(nèi)容
形狀記憶合金（SMA）能夠在發(fā)生大變形后不產(chǎn)生殘余應(yīng)變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復(fù)（形狀記憶效應(yīng)）。偽彈性和形狀記憶效應(yīng)使其特別適用于航空航天、生物醫(yī)學(xué)和結(jié)構(gòu)工程等領(lǐng)域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應(yīng)的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創(chuàng)建靜力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
從智能手機的熱交互、緊湊外殼內(nèi)的高功率電路板散熱，到極端天氣下的工業(yè)設(shè)備耐候性等復(fù)雜現(xiàn)實場景，通過熱仿真技術(shù)，工程師能夠精準預(yù)測設(shè)計在不同溫度場景下的行為，深刻理解熱能如何影響產(chǎn)品的效率、可靠性與安全性，從而在研發(fā)早期快速調(diào)整設(shè)計方案，實現(xiàn)產(chǎn)品的最佳性能表現(xiàn)。
Ansys應(yīng)用類系列網(wǎng)絡(luò)研討會——熱仿真系列專題已上線，將重點介紹 Ansys 多款求解器矩陣在電子散熱、電熱耦合及復(fù)雜熱管理問題中的實際應(yīng)用
連桿作為發(fā)動機曲柄連桿機構(gòu)中的關(guān)鍵受力件，對強度、硬度、組織一致性以及尺寸穩(wěn)定性要求極高，一旦模鍛流線、殘余應(yīng)力或淬火冷卻控制不當，極易在后續(xù)機加工和裝配過程中暴露出質(zhì)量波動問題，影響裝機一致性與批量交付穩(wěn)定性。
從 1200℃ 模鍛到 850℃ 水淬，如何系統(tǒng)降低硬度離散、組織異常與淬火變形？
形狀記憶合金（SMA）能夠在發(fā)生大變形后不產(chǎn)生殘余應(yīng)變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復(fù)（形狀記憶效應(yīng)）。偽彈性和形狀記憶效應(yīng)使其特別適用于航空航天、生物醫(yī)學(xué)和結(jié)構(gòu)工程等領(lǐng)域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應(yīng)的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創(chuàng)建靜力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并可儲存起來。將多塊太陽能電池板排列成陣列，并隨太陽光線方向改變朝向，有助于最大限度地吸收可用的太陽能。
在仿真案例中，將一個簡單的球體放置在典型的硅材料太陽能電池板上方，指示了穩(wěn)態(tài)下到達板面的熱流密度以及表面的溫度分布。這里不考慮電池板表面的自由對流，僅研究輻射效應(yīng)。
目標
觀察由于一個發(fā)熱物體的輻射作用，太陽能電池板上的熱流密度和溫度分布。
“Ansys 2025 全球仿真大會”仿真應(yīng)用大賽優(yōu)秀作品展示
本屆仿真應(yīng)用大賽最終評選出 30 篇 TOP 優(yōu)秀作品，分別榮獲一、二、三等獎及行業(yè)最佳實踐獎。近 200 位來自汽車、半導(dǎo)體、高科技、能源等行業(yè)的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創(chuàng)新實踐，充分展現(xiàn)了仿真技術(shù)的無限潛能。我們將陸續(xù)為大家分享獲獎佳作，帶您一同領(lǐng)略仿真賦能創(chuàng)新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感、啟迪思路。
COMSOL進階課程：換熱器三維仿真 COMSOL Masterclass: 3D simulation of a heat exchanger 發(fā)布年份：2026 課程時長：1小時 文件大小：579.6MB 語言：英文 課程內(nèi)容 本課程從零開始搭建管殼式換熱器完整三維仿真模型，
一、AICFD簡介
智能熱流體仿真軟件AICFD由天洑自主研發(fā)，在業(yè)界率先引入人工智能技術(shù)，高效解決工業(yè)級流動、傳熱、多相流、噪聲及燃燒等復(fù)雜仿真問題，為工程師提供更高效、精準、易用的流體仿真解決方案。
二、版本更新簡介
AICFD 2026R1版本更新聚焦在智能建模、AI網(wǎng)格、幾何模塊、旋轉(zhuǎn)機械、多相流及后處理等方面。
1、智能建模：CAE
此產(chǎn)品方案成熟，已經(jīng)批量投產(chǎn)，對于儲能行業(yè)及其它電力電子行業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師、主電路工程師、熱設(shè)計工程師具有非常大的學(xué)習(xí)參考意義。采用Ansys Icepak軟件，進行儲能風(fēng)冷125kW PCS熱仿真，tzr格式，下載后可直接求解出結(jié)果。
此產(chǎn)品技術(shù)方案成熟，已經(jīng)批量出貨3GW以上。采用Ansys Icepak軟件，搭建儲能1P104S液冷Pack熱仿真模型，對于儲能行業(yè)及電動汽車行業(yè)的pack結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師、熱設(shè)計工程師，具有非常大的指導(dǎo)學(xué)習(xí)意義。trz格式，下載后可直接求解出結(jié)果。
