外氣動模擬的案例
【干貨分享】一種快速的整車外氣動CFD模擬計算方法
3、Simerics MP+ for Vehicle 的解決方案
本文所介紹的應用于整車外氣動CFD模擬的快速方法則是應用Simerics-MP+ for Vehicle的專業應用模板來進行整車外氣動特性模擬，當然該模板同樣可以應用于除霜除霧、涉水、水管理、發動機艙熱管理相關的仿真計算，且同樣具有高效快速的特征。那么該整車專業版的超快方法具體有哪些特點呢：
幾何前處理可節約3/4的處理時間，Simerics-MP+采用自適應二叉樹網格技術，在一定程度上能容忍“爛”幾何，在劃分網格前的幾何修復工作非常少，可直接用原始CAD畫網格，大大節約了工程師的時間，僅此項工作大約可節省工程師3/4的前處理時間； 注意是3/4哦，沒有水分！
展開 利用Fluent Aero進行戰機外氣動模擬
不過前處理方面要依賴Fluent Meshing，而且仍然是基于傳統有限體積法的外氣動分析。一般應對復雜大模型的外氣動分析，如果有條件，最合適的選擇可能還是LBM方法。
Fluent戰機外氣動模擬流程
1 引言
Fluent Meshing中的Fault Tolerant流程為模擬復雜模型外氣動帶來了一定的便捷。本文以一架縮比模型戰機為例說明 Fluent對于一個極端復雜模型的外氣動的仿真流程，僅供示例，部分參數的取值不具有實際工程意義，在工程中需按照實際情況合理設置網格、計算域和計算參數等。
2 前處理
原模型是一個極端復雜裝配體，部件繁多，而且許多面體沒有正確地實體化，逐個清理特征必然花費大量時間。在SpaceClaim中打開CAD模型，先框選機翼上的logo，用填充功能除去logo。
接下來使用收縮幾何功能，設置包面間隙為3mm，并勾選保留特征，特征角度閾值設置為12°。合適的包面間隙尺寸可能需要反復調試，以達到能夠保留自己所需要的特征的目的為準。經過外包面操作，獲得一個刻面化的外包面幾何。在Fluent的外氣動模擬前處理中，如遇到極端復雜的幾何，最好先在SpaceClaim中做這樣的預處理，因為有時Fluent Meshing對于極端復雜的臟幾何并不一定能處理，尤其是像本文中這樣有大片沒有實體化的模型。
如果后續對于主翼、垂尾、副翼、尾噴等部位有不同的網格局部加密要求，也可以提前在SpaceClaim中包圍這些部位分別創建BOI幾何并設置Name Selection。這里不做演示。
因為后續需要為戰機設置外流場的Enclosure，保存為scdoc文件并導入Fluent Meshing的Fault-Tolerant流程中。在導入幾何時，Advanced option中可以選擇進行再次刻面，并設置刻面尺寸大小、特征角等。
在幾何描述階段，Flow Type選擇繞物體的外流場。
展開 全新體驗的Fluent Meshing | 在飛行器外氣動分析中的應用
在飛行器外氣動數值模擬計算中，網格質量對計算結果有著至關重要的影響，特別是航空航天飛行器外氣動計算流體力學問題所涉及的復雜流場（如激波、流動分離等）必須采用非常密的高質量網格才能達到計算精度要求。高質量網格是高精度分析結果的保證，質量不好或者差的網格，則可能會導致計算無法完成或者得到毫無意義的結果。
通常，飛行器外氣動數值模擬計算對網格有以下兩方面的特殊要求：
一是考慮到近壁面粘性效應，需采用較密的貼體邊界層網格；
二是網格的疏密程度與流場參數的變化梯度大體一致。傳統的飛行器網格劃分方法是采用基于拓撲切割的網格劃分方法劃分結構化六面體網格。
基于拓撲切割的網格劃分
但是，基于拓撲切割的結構化六面體網格劃分方法具有拓撲切割繁瑣、難度大，需要花費大量的時間和精力等劣勢，特別是對于復雜飛行器模型（如包含掛架、多段高升力、起落架、外掛載荷等）來說，要切割出完整的網格拓撲則是非常難的。
隨著計算機硬件資源的發展及數值仿真并行加速效率的提升，非結構化混合網格在飛行器外氣動分析中逐漸得到廣泛應用，而具有流程化、高效、高質量的、多面混合網格劃分特點的Fluent Meshing更是在飛行器外氣動分析應用領域中脫穎而出。
Ansys于2019年推出了一種全新的、適合于復雜模型（包括飛行器）網格劃分的、基于流程化的、高效高質量的、干凈幾何網格劃分流程 (Watertight mesh：WTM），該流程將必要的設置按照流程節點方式進行組織和定義，極大的提升了軟件操作效率和網格劃分效率。
展開 
Simcenter STAR-CCM+ Screenplay可視化動畫制作案例
前言
Screenplay是Simcenter STAR-CCM + 2019.2（v14.04）版本的新功能，這是軟件集成的動畫制作工具，可讓您更好的講述模擬中的故事。
動畫 screenplay功能制作的汽車塵土污染模擬動畫
Screenplay中使用的基礎技術稱為關鍵幀動畫（keyframeanimation），關鍵幀定義了選定時間點的場景屬性。渲染動畫時，Simcenter STAR-CCM +會在連續關鍵幀之間插入平滑過渡。
screenplay支持用于后處理對象的許多屬性的關鍵幀，例如scenes,displayers, derived parts, cameras, and transforms。可視編輯器（visual editor）可幫助您使用拖放技術創建動畫。
下面使用一個汽車外氣動模擬的案例一步一步的詳細說明設置screenplay的步驟。此模擬為汽車外氣動的穩態模擬。最終得到的動畫如下圖所示：
動畫 screenplay功能制作的汽車外氣動模擬動畫
在這個案例中的操作步驟、截圖使用STAR-CCM+ 2019.2版本。
操作流程
在本案例中，使用scenes > ScreenPlay Scene作為動畫的視圖。
展開 某鋼廠增壓風機與煙囪間存在氣動噪音，通過模擬分析并增加均流裝置消除氣動噪音 ￥20
1、 項目簡介
某鋼廠增壓風機運行時，在風機與煙囪之間存在明顯的低頻噪聲，可能是由于連接管道中存在局部高速氣流而產生的氣動噪音（主要有湍流噪音，旋轉噪音，渦流脫落噪音，激波噪音，二次流與分離流噪音），其中本次噪音我們考慮主要以湍流噪音，旋轉噪音，渦流脫落噪音為主，現對風機及管道做CFD模擬，研究風機葉片后的流場分布，以期找到氣動噪聲的的產生原因并加以解決。
2、 三維模型
三維模型
3、 計算參數及邊界條件
進口設置為速度進口（velocity-inlet），按95℃工況下最大風量換算進口平均速度33.13m/s，出口為壓力出口（pressure-outlet），出口壓力設置為0Pa，固壁面均設置為無滑移壁面。
風機葉輪區域設置為旋轉域，轉速為995rpm，沿氣流方向逆時針旋轉，旋轉域模型采用MRF，旋轉域與靜止域之間以Domain Interface連接，以保證數據的傳遞。
風機葉輪后部流場的監測面如下圖所示：
監測面位置示意
4、 計算結果及分析
4.1原始狀態
原始狀態下，風機后部流場的模擬狀態如下：
速度流線圖
切面三速度云圖及速度矢量
根據速度流線圖及切面三速度云圖及矢量，可以看出經過增壓風機后氣流偏向連接煙道的一側，最大風速達到約100m/s，同時在煙囪內形成旋渦。
切面一速度云圖及速度矢量
切面二速度云圖
根據切面一速度云圖及矢量和切面二速度云圖，可以看出經過增壓風機后氣流偏向連接煙道的一側及底部，進入煙囪前的局部最大風速達到約89.1m/s，可能因為局部高風速帶動低速氣流形成氣流脈動，引發噪聲。
4.2添加導流
展開 Ansys CFD在eVTOL領域的解決方案，涉及飛行車外氣動、旋翼、氣動噪聲和電池熱管理等【6月19直播】
eVTOL在研發過程中有諸多難點和重點，Ansys CFD 在 eVTOL（電動垂直起降飛行器）領域提供了覆蓋氣動優化、多物理場耦合、熱管理、噪音控制等全流程的仿真解決方案，助力工程師應對復雜設計挑戰。
ZEVA ZERO曾利用 Ansys CFD 優化氣動布局，使其在垂直起降時的噪音低于街道環境，同時滿足 GoFly 競賽中 40 海里續航和 100 mph 速度要求；Volvo EX90 電動車通過 GPU 加速 CFD 模擬，將空氣動力學優化周期縮短，助力提升電動車續航里程。
6月19日，以『Ansys CFD在eVTOL領域的解決方案』為主題的Ansys官方研討會于線上開展，下滑預約??
時間：6月19日（星期四），16：00-17：00
內容簡介：主要介紹Ansys CFD產品在電動垂直起降飛行器(eVTOL)產品研發過程中的解決方案；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案例。
講師：
姚翔 | Ansys高級應用工程師
北京航空航天大學能源學院葉輪機械工學碩士。長期從事旋轉機械相關的設計、仿真工作，現任Ansys旋轉機械方向應用工程師，對Ansys旋轉機械產品體系有著豐富經驗。
形式：線上
費用：免費
掃碼立即報名
- -THE END- -
技術鄰簡介：
技術鄰專注于工科技術社區，從最早的CAE技術社區（中國CAE聯盟）發展而來，在CAE領域有20年的教學和咨詢服務經驗。
展開 【AICFD案例操作】汽車外氣動分析
一、概 要
1）案例描述
本案例針對某汽車仿真模型，在車速為40m/s時進行了汽車外流場的數值模擬。
2）網格
整體網格為四面體網格單元為主的非結構網格，網格數量244萬。
*圖1-1 網格模型
3）計算條件
入口速度：40 m/s；出口靜壓：0Pa；湍流模型：SST k-omega；介質：25°空氣。
二、網 格
1）新建工程
① 啟動AICFD 2023R2；
② 選擇 文件>新建，新建工程，選擇工程文件路徑，設置工程文件名，點擊“確定”。
*圖2-1 AICFD窗口
*圖2-2 新建工程
2）網格導入
單擊菜單欄 網格>導入網格 ，導入外部生成的計算域網格。
*圖2-3 幾何導入
3）網格質量檢查
單擊菜單欄 網格>網格質量，檢查網格質量。
*圖2-4 網格質量檢查
三、求解設置
1）求解模型
雙擊 求解> 求解模型，設置湍流模型。本案例為穩態計算，采用不可壓縮流，湍流模型采用SST K-omega模型，設置重力。
*圖3-1 模型設置
選擇 求解> 材料，雙擊“Air at 25C”，選擇Material Properties，確認介質物性參數, 如圖3-2所示。
展開 行業應用方案 | 飛行器外氣動
Ansys解決方案
Ansys飛行器外氣動解決方案旨在幫助企業總體氣動設計工程師在統一的仿真平臺上充分評估飛行器總體氣動的各項性能指標，充分優化飛行器氣動外形設計、氣動熱分析、氣動噪音評估、彈箭發射及彈道軌跡等。
行業應用方案 | 飛行器外氣動
一
飛機外氣動
飛機外氣動仿真設計包括總體氣動設計和部件氣動設計，具體分析包括：
飛機氣動性能分析
氣動彈性分析
氣動噪聲
飛發一體化氣動設計
外掛一體化氣動設計
螺旋槳氣動設計
飛機部件氣動參數優化
飛機氣動外形拓撲優化
飛機水上迫降分析
飛行排液分析
飛行結冰分析
飛機防/除冰分析
飛機空投分析
二
彈箭外氣動
彈箭超音速/高超音速氣動設計
彈箭氣動熱設計及綜合熱設計
彈箭舵面氣彈分析
彈箭氣動噪聲分析
彈箭發射及彈道軌跡設計
火炮出膛分析
火箭級間分離分析
彈箭入水/水下發射及空化分析
彈箭氣動外形優化
Ansys高效高精度氣動解決方案
Ansys飛行器外氣動解決方案將高效模型處理、高效高質量網格劃分、高精度氣動求解器、先進的氣動優化技術、行業領先的多場耦合技術、具有線性加速的高性能并行技術、以及強大的后處理技術集成在同一個仿真平臺上
展開 行業應用方案 | 飛行器外氣動
一
飛機外氣動
飛機外氣動仿真設計包括總體氣動設計和部件氣動設計，具體分析包括：
飛機氣動性能分析
氣動彈性分析
氣動噪聲
飛發一體化氣動設計
外掛一體化氣動設計
螺旋槳氣動設計
飛機部件氣動參數優化
飛機氣動外形拓撲優化
飛機水上迫降分析
飛行排液分析
飛行結冰分析
飛機防/除冰分析
飛機空投分析
二
彈箭外氣動
彈箭超音速/高超音速氣動設計
彈箭氣動熱設計及綜合熱設計
彈箭舵面氣彈分析
彈箭氣動噪聲分析
彈箭發射及彈道軌跡設計
火炮出膛分析
火箭級間分離分析
彈箭入水/水下發射及空化分析
彈箭氣動外形優化
Ansys高效高精度氣動解決方案
Ansys飛行器外氣動解決方案將高效模型處理、高效高質量網格劃分、高精度氣動求解器、先進的氣動優化技術、行業領先的多場耦合技術、具有線性加速的高性能并行技術、以及強大的后處理技術集成在同一個仿真平臺上
展開 
行業應用方案 | 飛行器外氣動
一、飛機外氣動
飛機外氣動仿真設計包括總體氣動設計和部件氣動設計，具體分析包括：
飛機氣動性能分析
氣動彈性分析
氣動噪聲
飛發一體化氣動設計
外掛一體化氣動設計
螺旋槳氣動設計
飛機部件氣動參數優化
飛機氣動外形拓撲優化
飛機水上迫降分析
飛行排液分析
飛行結冰分析
飛機防/除冰分析
飛機空投分析
二、彈箭外氣動
彈箭超音速/高超音速氣動設計
彈箭氣動熱設計及綜合熱設計
彈箭舵面氣彈分析
彈箭氣動噪聲分析
彈箭發射及彈道軌跡設計
火炮出膛分析
火箭級間分離分析
彈箭入水/水下發射及空化分析
彈箭氣動外形優化
Ansys高效高精度氣動解決方案
Ansys飛行器外氣動解決方案將高效模型處理、高效高質量網格劃分、高精度氣動求解器、先進的氣動優化技術、行業領先的多場耦合技術、具有線性加速的高性能并行技術、以及強大的后處理技術集成在同一個仿真平臺上，從而提供了一套完整的高效高精度飛行器解決方案。
展開 【AICFD案例教程】汽車外氣動-AI加速
一、概 要
1）案例描述
AI加速是軟件的特色模塊之一，通過特有的加速算法，加速仿真過程，提高仿真效率；本案例針對某簡化實車車型，在車速為40m/s時進行了汽車外流場的數值加速與非加速模擬，并通過云圖以及具體數據對比兩者的結果差異。
2）網格
整體網格為四面體網格單元為主的非結構網格，網格數量244萬。
圖1-1 網格模型
3）計算條件
入口速度：40 m/s；出口靜壓：0Pa；湍流模型：SST k-omega；介質：25°空氣。
二、工程設置
1）打開工程
① 啟動AICFD 2023R2；
② 選擇文件>打開，打開工程，選擇已創建的汽車外流場分析工程文件car.aicfd，如下圖所示。
圖2-1 打開工程文件
2）參數設置
① 雙擊 求解>求解控制，勾選智能加速選項，啟動AI加速；
② 終止步數輸入4800，加速和預測步數均采用默認設置，如下圖所示，單擊應用確認參數。
圖2-2 啟動AI加速
圖2-3 設置AI加速求解參數
三、求解設置
1）求解設置
選擇菜單欄 求解>求解>直接求解>并行，開始計算。
展開 Fluent Meshing整車外氣動網格生成流程概述
優飛迪科技技術團隊實力雄厚，主要成員均來自于國內外頂尖學府、并在相關領域有豐富的工作經驗，能為客戶提供“全心U+端到端服務”。
5/25 Ansys高速外氣動新功能
內容簡介
飛行器外氣動新功能更新、涉及高速算法、外氣動模板、雙溫模型、燒蝕模型、動網格、重疊網格、輔助收斂等相關功能。
面向受眾
航空、航天、兵器等相關軍工總體氣動設計單位及相關氣動設計工程師、與飛行器總體單位相關的零部件設計仿真部門幾相關設計仿真工程師等。
