傳熱數值模擬的案例
數值傳熱學 附數值傳熱學下載
什么是數值傳熱學（Numerical Heat Transfer)？數值傳熱學簡稱NHT,傳熱學大家應該都知道，傳熱有三種方式：熱傳導、熱對流和熱輻射。那么對應的方程就是導熱方程、對流方程和熱輻射方程，這三個方程本質上都是一個方程——能量守恒方程。所以理論上，只要我們求解了能量守恒方程，我們就能知道換熱器的溫度場與傳熱系數，所有的熱性能就都知道了，我們也能不用做實驗了。因此求解能量守恒方程是工業界的一個很現實的需求，所以計算就真的就是計算，就是解方程算數的一個過程。
那什么是數值傳熱學？那就是如何解導熱方程、如何解對流傳熱方程、如何解熱輻射方程的這么一個學科。
原則上只要一個學科能夠提出一些相應的定律，他就可以發展出、來一些相應的數值學科。這也就不難理解計算流體力學、計算固體力學等一系列學科。
那么傳熱學方程如何解呢？這正是我們這門課程所要解決的問題。這個方法大致來說就是分兩步：
第一步就是將我們的傳熱學的偏微方程變成一個代數方程組，這個代數方程組在理論上與我們的微分方程非常接近，接近到什么程度呢？理論上可以無限接近。
第二步就是如何來解這個代數方程組。于是我們就有了——有限差分法，通過有限差分法就可以將我們的二階非線性偏微分方程變成一個代數方程組。有了代數方程組就可以解出來了，也就是線性代數的直接解法和迭代求解。這個解代數方程組的技術非常的成熟，我們可以直接使用，當然有限差分法有很多問題，于是我們就針對傳熱學方程的特點，提出了一個更合適的有限體積法。但是不論哪種方法，它們的目的都是一樣的，就是把傳熱學的微分方程變成一個代數方程組。所以計算傳熱學很簡單，就是上述的兩種步驟。
數值傳熱學對高數以及寫程序只有比較基礎的要求，我們只要使用基礎的數學知識就可以進行學習。
下載地址：數值傳熱學
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功能模塊
Tdyn CFD+HT 模塊
Ransol模塊，流體動力學求解器
Heatrans模塊，傳熱分析
Advect模塊，質量和組分的傳輸
Ursolver 模塊，通用 ( 用戶定義的 ) 微分方程求解器
Alemesh模塊，網格重分
RamSeries模塊
Basic模塊，線性靜力分析
Dynsol 模塊，動力 ( 模態和直接 ) 分析
Composite模塊，復合材料層合計算工具
Non-linear模塊，非線性，沖擊等先進分析工具
Coupling模塊，隱式流-固結構耦合求解器
SeaFEM模塊
基本模塊，時域多體線性輻射衍射求解器
高級模塊，二階輻射衍射求解器和水彈性分析
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對于有限元模擬焊接過程的初學者，可以下載學習盡快掌握有限元模擬焊接問題的基本操作
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學習記錄——Workbench含斜拉索&橋梁&小車行駛過程數值模擬
駛過程數值模擬
駛過程數值模擬
今天學習的案例是Workbench含斜拉索&橋梁&小車行駛過程數值模擬。難點是小車行駛過程中整車產生的重力引起的輪胎變形的不同等效形式和復雜時域載荷如何施加到系統模型當中。
本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。
1.前處理
1.1幾何模型系統的構建
導入模型如圖所示。
1.2材料模型系統的構建
密度：7850
楊氏模量：210e9
泊松比：0.3
1.3有限元模型系統的構建
1.3.1材料賦予
1.3.2連接關系：轉動、固定和移動
1.3.3網格劃分
2.求解
2.1載荷邊界條件
轉動副
2.2位移邊界條件
2.3求解設定
時間0.1s，初始步數25，最小步數20，最大步數250，打開大變形。
下面是本案例的思維導圖。
展開 『分享』數值傳熱學第二版
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『下載』帕坦卡－傳熱與流體流動的數值計算
最經典的計算流體力學入門書籍
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帕坦卡傳熱與流體流動的.part3.rar
【CFD數值模擬算例】船舶運動數值模擬自動化智能化方法
船舶運動數值模擬自動化智能化防范
【計算軟件】OpenFOAM開源平臺
【仿真平臺】自建高性能計算集群
【算例說明】基于OpenFOAM流體力學開源軟件提出了船舶運動值模擬自動化和智能化方法，可使計算流程自動完成；通過逐個分析不同參數的影響，智能化分析多工況數值模擬結果和大數據平臺，可得到優化的計算參數，從而使數值模擬的人工處理部分最大限度地減少，同時計算過程達到最大程度地簡化，數值計算結果可靠，可滿足工程應用的需求。自動化和智能化處理的概念和方法，也可用于其他數值模擬領域。
【工程應用】船舶阻力、螺旋槳敞水、船槳舵自航等
【創新貢獻】自動化計算流程（一鍵計算）+智能化計算參數優化
【算例文件】關注微信公眾號“云數仿真”進行咨詢或聯系jianchen122004@126.com
更多精彩內容請關注微信公眾號“云數仿真”...
展開 【CFD數值模擬算例】水面浮體（浮式風電塔）與波浪的流固耦合動力響應數值模擬
2、波浪模擬
使用譜分析方法或其他波浪生成技術，模擬實際海洋環境中的波浪。
調整波浪參數，如波高、波長、周期等，以匹配實際條件。
3、流固耦合分析
設置浮體與流體之間的交互邊界條件。這通常涉及到動網格技術，以適應浮體的運動。
應用合適的數值方法，如有限元法(FEM)或有限體積法(FVM)，解決流固耦合方程。
4、動力響應計算
求解浮體的運動方程，得到其位置、速度和加速度隨時間的變化。
分析浮體的動力響應，包括振幅、頻率和響應譜等。
5、結果可視化與驗證
使用可視化工具，展示浮體的運動軌跡、波浪形態和流體動力變化。
通過與實驗數據或其他可靠來源的對比，驗證模擬結果的準確性。
6、參數化與優化
改變浮體的幾何參數、材料屬性或運行條件，觀察其對動力響應的影響。
基于數值模擬結果，提出浮式風電塔設計的優化建議。
7、模擬報告與文檔
編寫詳細的模擬報告，記錄模型設置、方法、結果和結論。
整理相關的文檔和腳本，確保模擬過程可重復和可追溯。
通過這些步驟，可以對水面浮體（如浮式風電塔）與波浪的流固耦合動力響應進行詳細的數值模擬，以支持工程設計和決策。
文章內容轉自：“云數仿真”公眾號
展開 專家解答 | GMS地下水數值模擬、地面沉降數值模擬實踐技術應用與案例分析
通過對案例模型的實操強化培訓，不僅使學員掌握地下水數值模擬軟件GMS10.1的全過程實際操作技術的基本技能，而且可以深刻理解模擬過程中的關鍵環節，以解決實際問題能力。同時為滿足環評從業人員進一步加強地下水數值模擬以解決《環境影響評價技術導則－地下水環境》（HJ 610－2016）實施過程中的困難。
培訓目標：
1.掌握GMS的建模流程，包括三維地質結構建模、直接建模及概念模型建模，熟悉軟件的基本操作。
2.掌握GMS基本模塊TIN、Solids、Modflow2000/2005、MT3DMS、MODPATH、PEST、SEAWAT在模擬地下水流動、地下水溶質運移、質點運移和海水入侵模塊的應用過程。
3.掌握GMS模型輸出數據的處理，相關圖件的編制和模擬結果的三維可視化展示。
4.能夠利用數值模型進行均衡計算和地下水資源量評價。
5.領會最新地下水環境影響評價導則（HJ 610-2016），掌握地下水環評報告的撰寫提綱和撰寫要點。
6.通過手把手的5個實例操作指導和面對面討論交流，使學員能夠全流程掌握數值模擬方法，并能夠對模擬中出現的問題進行快速診斷處理。（請提前配置學習所需軟件環境，所需自備）
課程內容詳情
學時與證書頒發：
參加會議的學員可以獲得《地下水建模及環評技術應用》專業技術培訓證書及學時證明，上網可查。
展開 【降落傘數值模擬】超音速降落傘流固耦合數值模擬
可利用XFlow軟件模擬流體運動，Abaqus軟件模擬降落傘的受力和運動，兩者結合來模擬真實情況下超音速降落傘的流固耦合運動。 下圖為數值模擬結果。
（1）當馬赫數為1.5時，超音速降落傘流固耦合數值模擬渦量變化結果：
（2）當馬赫數為0.3時，超音速降落傘流固耦合模擬結果流場變化結果：
！！文章內容轉自微信公眾號“云數仿真”，更多精彩內容，請關注微信公眾號。
【數值模擬】基于CEL方法的戰斗部動爆對建筑目標毀傷效果數值模擬
在此借助強大的工程模擬軟件—Abaqus，采用了CEL（Coupled Eulerian-Lagrangian）方法，對相關案例進行了深入的數值模擬研究。
CEL方法描述
CEL 即耦合的歐拉-拉格朗日方法。這種方法結合了歐拉方法和拉格朗日方法的優點，既可以處理大變形問題，又可以精確模擬物質的流動和混合。在爆炸、沖擊等極端條件下，CEL 方法能夠有效地模擬物質的動態響應和毀傷過程。
戰斗部動爆是指戰斗部在高速運動狀態下發生的爆炸現象。這種爆炸產生的沖擊波具有瞬間、高壓、高速等特點，能夠對周圍環境中的建筑物和人員造成嚴重的破壞和傷害。通過 CEL 方法的數值模擬，可以清晰地看到建筑物在沖擊波作用下的變形、破裂和崩塌過程。
建立模型
建立典型建筑物目標及彈藥幾何模型，樓房為全模型，高度約為14.6 m，示意如圖 1 所示。彈體簡化為殼體和炸藥(紅色填充物)兩部分，如圖 2 所示。導彈末端速度設置為100m/s。為方便查看，隱去了空氣域模型。由于爆炸點距離地面較遠，因此將地面看作剛體以簡化計算流程，設定戰斗部與建筑物墻體碰撞后引爆。
圖1 建筑物幾何模型
圖2 彈體幾何模型
混凝土損傷塑性模型
炸藥采用JWL狀態方程描述，戰斗部殼體參數參考了常見戰斗部材料公開數據，混凝土采用常見的混凝土損傷塑性模型(CDP)，強度選擇C30標準。CDP模型是通過將各向同性下損傷彈性與拉伸和壓縮塑性相結合的方式來對混凝土的非彈性行為進行描述的，同時考慮了由于拉、壓塑性應變導致的彈性剛度的退化，可用于模擬混凝土在任意荷載作用下的受力及破壞情況。
展開 實驗研究聚氨酯導熱、傳熱CFD模擬 ￥20
，邊緣溫度測點位于質心向一側（前后左右）40mm處；
4、 200g聚氨酯傳熱模型額中心溫度測點位于聚氨酯質心，邊緣溫度測點位于質心向一側（前后左右）85mm處；
2、 網格劃分
本文在保證一定的計算精度和適當的計算時間的前提下，對于單純的熔化/凝固模型，采用對稱的方法，選取其右邊建模，建好模型后，通過mesh對模型進行面網格劃分，面網格選用四邊形網格，網格尺度大小設置為2mm，如下圖所示，由于模型結構規整，為保證體網格質量，體網格選用六面體結構型網格，模型劃分完產生面網格132619，體網格759496。
COMSOL多孔結構傳熱模擬
多孔結構傳熱模擬涉及對多孔介質內部復雜的熱量傳遞過程進行建模和分析，這類模擬對于優化材料設計、提高能源效率以及解決環境問題等方面具有重要意義。本案例介紹在COMSOL內建立全連通多孔結構幾何模型，并將孔隙及基體劃分兩相材料，進行多孔結構的傳熱仿真模擬。
多孔結構幾何模型采用AbyssFish單連通周期邊界多孔結構2D軟件隨機生成png格式的圖片。
通過CAD圖像導入插件將模型導入到AutoCAD內建立多孔結構草圖，并另存為dxf格式文件。
將多孔結構草圖模型導入到COMSOL內，建立孔隙部件。
在COMSOL內新建與原模型尺寸一致的矩形，并通過布爾操作和分割中的差集建立多孔結構部件。
再次導入原孔隙模型，并構建聯合體。將孔隙部分材料屬性設置為空氣，完成多孔結構兩相材料模型構建。
添加固體傳熱瞬態研究，模型左側設置熱源，并進行網格劃分。
進行計算查看多孔結構傳熱模擬結果
展開 雙螺桿壓縮機流固共軛傳熱CFD分析 附基于SCORG和Simerics MP 的CFD雙螺桿泵數值模
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圖10 徑向的熱膨脹
04
小結
基于Simerics-MP+軟件，提出了一種求解共軛傳熱的混合時間尺度耦合方法，并成功地應用于雙螺桿壓縮機的建模計算；
將模擬結果與試驗結果進行了對比，誤差在5%以內，驗證了該方法的可行性和準確性；
對有無共軛傳熱的模擬結果進行了對比，對于該給定模型，耦合傳熱對壓縮機性能的影響很小；
基于溫度結果的單相耦合，對固體熱膨脹程度進行了預測。
下載地址：基于SCORG和Simerics MP 的CFD雙螺桿泵數值模擬和實驗驗證
