瞬態流場分析
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瞬態流場分析的視頻教程
ABAQUS穩態、瞬態熱分析—金屬散熱管的溫度場研究
ABAQUS穩態、瞬態熱分析—金屬管散熱的溫度場研究 此課程對金屬管散熱模擬的整個過程進行了講解，包括穩態、瞬態設置及對比分析等，此案例屬于在熱傳導、散熱等方面的實用分析案例。
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瞬態流場分析的實例教程
摘要：單向流固耦合的穩態分析比較常見。如果考慮流體剛剛進入管道的瞬態過程，則需要進行瞬態分析，本文使用不常見的湍流模型LES，進行瞬態分析。本文的姐妹篇使用RANS湍流模型進行計算，結果表明，這兩種方法結果接近，相互驗證。
00 模型如下，彎管+流體
01 流體劃分網格
02 流場瞬態分析
03 結構網格劃分
04 導入流體瞬態壓力場
05 結構時程響應
06 結構某時刻應力場
流體剛剛進入：
流體已經進入：
07 應力場動畫效果可下載附件：
模型應力場時程-LES.mp4
展開 摘要：單向流固耦合的穩態分析比較常見。如果考慮流體剛剛進入管道的瞬態過程，則需要進行瞬態分析，本文使用最常見的湍流模型 RANS，進行瞬態分析。本文的姐妹篇使用LES湍流模型進行計算，結果表明，這兩種方法結果接近，相互驗證。
00 模型如下，彎管+流體
01 流體劃分網格
02 流場瞬態分析
03 結構網格劃分
04 導入流體瞬態壓力場
05 結構時程響應
06 結構某時刻應力場
流體剛剛進入：
流體已經進入：
07 應力場動畫效果可下載附件：
模型應力場時程-RANS.mp4
展開 變形邊界的設置
計算及結果分析
1）選擇時間步長
齒輪泵流場計算為瞬態計算，時間步長是一個很重要的參數，在選擇時間步長時遵循的一個基本原則是一定要保證能夠解析時間相關的特征，同時要確保求解的穩定性。
對于一般問題，可以采用庫朗數來評估一個初始時間步長，即一個時間步內流體通過單元的數量，一般取值范圍為1-10，再結合求解的穩定性進行調整。
2）計算結果分析
截面壓力場分布：
圖 14. 壓力變化
從壓力分布可以看到泵內油壓建立和釋放的過程，月牙板兩側壓力從進油口到出油口逐漸增大。由于輪齒進入嚙合時，內部流體相互擠壓，最大壓力出現在齒輪嚙合處；最小壓力出現在吸油腔，是由于脫離嚙合時吸油腔體積增大形成了局部真空。
出口瞬時流量變化
圖 15. 流量脈動曲線
可以看到，由于結構本身特點，齒輪泵的流量呈現周期性的脈動變化。
泵的容積效率是泵的實際流量除以泵的理論流量，表示的是泵抵抗泄漏的能力。采用圖16所示的排量定義，可以采用SpaceClaim軟件測得該齒輪泵的理論幾何排量為173.1mm/r，理論流量為1.1519e-3kg/s，實際計算流量約為9e-4kg/s，因此該工況下容積效率約為78.125%，由于在數值計算時出于模型設置的考慮，人為增大了嚙合間隙，因此仿真計算得到的容積效率比實際值偏低。
圖 16. 幾何排量測量
展開 在對齒輪泵進行流場仿真計算時，通常會遇到三個方面的問題：
1）嚙合間隙如何處理？
2）劃分什么樣的網格？
3）動網格如何設置？
下面介紹如何使用ANSYS Fluent軟件解決這三方面問題，順利的實現齒輪泵動態流場的仿真。
大咖慧齒輪箱仿真專題
11月16日-18日
11月16-18日，安世亞太大咖慧推出齒輪箱仿真專題培訓，內容包含：Recurdyn齒輪嚙合分析、無網格液體流動仿真軟件Particleworks介紹及案例演示、齒輪泵動態流場仿真分析課程介紹介紹。（報名方式見底部）
本文所
選取的實例模型如圖1所示，主要包含內齒圈、齒輪軸、月牙隔板、泵殼等部件。
圖 1.內嚙合齒輪模型
嚙合間隙的處理方法
如圖2，由于齒輪之間的嚙合間隙極小，會給流體域網格劃分帶來很大的困難，而且一般需要采用動網格技術模擬齒輪的旋轉運動，太小的間隙也會使嚙合區域網格重構時產生嚴重的扭曲，造成計算不收斂，所以通常都會對嚙合位置進行適當的處理。
圖2. 齒輪嚙合間隙示意
目前常用的處理方法主要是分離法，即通過增加兩個齒輪之間的安裝中心距來加大齒輪嚙合區域的間隙，這種方法保留了輪齒的真實形狀，但是可能會造成齒輪與其他結構干涉等問題。
展開 變形邊界的設置
03 計算及結果分析
1）選擇時間步長
齒輪泵流場計算為瞬態計算，時間步長是一個很重要的參數，在選擇時間步長時遵循的一個基本原則是一定要保證能夠解析時間相關的特征，同時要確保求解的穩定性。
對于一般問題，可以采用庫朗數來評估一個初始時間步長，即一個時間步內流體通過單元的數量，一般取值范圍為1-10，再結合求解的穩定性進行調整。
2）計算結果分析
①截面壓力場分布：
圖 15. 壓力變化
從壓力分布可以看到泵內油壓建立和釋放的過程，月牙板兩側壓力從進油口到出油口逐漸增大。由于輪齒進入嚙合時，內部流體相互擠壓，最大壓力出現在齒輪嚙合處；最小壓力出現在吸油腔，是由于脫離嚙合時吸油腔體積增大形成了局部真空。
②出口瞬時流量變化：
圖 16. 流量脈動曲線
可以看到，由于結構本身特點，齒輪泵的流量呈現周期性的脈動變化。
泵的容積效率是泵的實際流量除以泵的理論流量，表示的是泵抵抗泄漏的能力。采用圖16所示的排量定義，可以采用SpaceClaim軟件測得該齒輪泵的理論幾何排量為173.1mm/r，理論流量為1.1519e-3kg/s，實際計算流量約為9e-4kg/s，因此該工況下容積效率約為78.125%，由于在數值計算時出于模型設置的考慮，人為增大了嚙合間隙，因此仿真計算得到的容積效率比實際值偏低。
圖17. 幾何排量測量
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瞬態流場分析的最新內容
一 前言
耦合場分析，也稱為多物理場分析，分析不同的物理場的相互作用以解決一個全局性的工程問題。例如，當一個場分析的輸入依賴于從另一個分析的結果，那么分析就會被耦合。耦合方式有：
1.單向耦合---前一個分析的結果作為載荷施加給下一個分析，而下一個分析的結果不會影響前一個場的分析結果；
例如，在熱應力問題中，溫度場會在結構場中引入熱應變，但是結構應變通常不會影響溫度分布
前言
CFD是工業仿真領域重要的分支之一，也是高性能計算的主要應用場景之一。本期選取了CFD領域的典型場景，穩態仿真計算案例——基于MRF方法的旋轉機械流場分析，我們選用的軟件是CFD領域最常用的仿真軟件Fluent。我們來看下基于SimForge?高性能仿真云平臺的CFD穩態計算，和其他仿真云平臺效率對比的情況。
模擬與網格
我們采用某品牌空調室外機作為穩態分析的仿真模型
大部分塑膠材料的注塑前需要模具先預熱，大部分時間從10-180分鐘左右，一般情況下需要實際試模后，才能準確的知道需要基礎預熱的時間，DFM\報價階段很難預測，對后期注塑工藝的的影響也比較大，需要先發布再修訂，影響實際的生產過程，也造成了浪費，如何能夠準確的預測預熱時間是行業內的一個難點和痛點。
由于塑膠模具構成相對比較復雜，嵌件及模塊比較多，一般零部件數量在400~1000+，使用傳統的熱分析軟件
一、項目簡介
西南某水泥窯尾袋除塵器進氣形式為灰斗進氣，共2×8=16個灰斗。目前中控顯示運行阻力較高，經分析除塵器結構，問題可能出現在以下幾點：
1.來自磨機和增濕塔的煙氣匯合流入匯風箱，導致除塵器進口煙氣分布不均。
2.且來自磨機的煙氣管道與主管道成直角相貫，導致進口段阻力較高。
3.灰斗進口管道最小斷面處風速過高，導致設備阻力升高。
現通過模擬磨開和磨停兩種情況，并就以上問題通過添加導流及改造灰斗進氣管道的方式對設備內流場進行優化
<p class="ql-align-right">*本文內容來自機械零部件制造業用戶投稿</p><p><br></p><p>大部分塑膠材料的注塑前需要模具先預熱，大部分時間從10-180分鐘左右，一般情況下需要實際試模后，才能準確的知道需要基礎預熱的時間，DFM\報價階段很難預測，對后期注塑工藝的的影響也比較大，需要先發布再修訂，影響實際的生產過程，也造成了浪費，如何能夠準確的預測預熱時間是行業內的一個難點和痛點
*本文內容來自機械零部件制造業用戶投稿
大部分塑膠材料的注塑前需要模具先預熱，大部分時間從10-180分鐘左右，一般情況下需要實際試模后，才能準確的知道需要基礎預熱的時間，DFM\報價階段很難預測，對后期注塑工藝的的影響也比較大，需要先發布再修訂，影響實際的生產過程，也造成了浪費，如何能夠準確的預測預熱時間是行業內的一個難點和痛點。
由于塑膠模具構成相對比較復雜，嵌件及模塊比較多
<p class="ql-align-center"><br></p><p>1、 <strong>模擬說明及三維模型</strong></p><p>本次模擬對象為某脫硫塔頂部除霧器，由于監測點位含水量過大，對監測結果影響較大，現場提出如下解決方案：拆掉一半旋流葉片，減少離心風速，即降低旋流而上液滴量，整體風速降低也有利于液滴在重力作用下的降落，從而達到減少測點處含水量的目的。<span style=
<p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-justify"><strong>一、項目簡介</strong></p><p>某鋼廠雙列式金屬濾袋除塵器，除塵器前端管道布置路線復雜且彎頭較多，可能造成運行阻力較大；進氣方式為灰斗進氣，且進口管道處有彎頭，可能會對袋室內煙氣流場均勻性產生不利影響；為保證設備的穩定運行，需通過CFD對袋除塵器運行狀態進行模擬
1、 項目簡介
某項目硅鐵一次袋除塵器進風形式為灰斗側進風，共有16個袋室，煙氣通過進氣斜煙道進入灰斗，輸灰進風管道為灰斗外側板斜上進風。本項目為了保證某一袋室離線清灰時，輸灰袋室內氣流能夠在灰斗內擴散，并順暢從輸灰管道排出，且輸灰袋室內濾袋表面、底部等風速合理，不會造成濾袋破損等情況產生；其余袋室內煙氣具有良好的流動狀態、其濾袋表面、袋間、底部、各袋室分風及阻力等能夠符合要求，需通過
某冷卻塔中噴淋與煙氣混合流場分析9個月前
1、 模擬對象及內容
本次模擬對象為某冷卻塔中運行時，6把噴槍噴出的冷卻水與煙氣在塔內的混合狀況，根據模擬結果對本設備進行優化改造，使得煙氣與冷卻水液滴在塔內的均勻混合，確保本冷卻塔性能。
圖1 三維模型
圖中i1~i4分別為進口變徑下方1000mm、3000mm、5000mm和7000mm處的監測面。
計算參數如下：冷卻塔進口管道風速為12.54m/s，溫度為230
