6DOF仿真
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
6DOF仿真的視頻教程
箱體6DOF隨風擺動模擬仿真
課程介紹： 應用fluent的6dof模型對三維箱體在風的作用下運動軌跡進行模擬 箱體的網格劃分方法：邊界層網格設置等； CFD穩態計算方法； 在穩態計算基礎上，進行瞬態計算：6dof文件的編寫與解釋，6dof理論的介紹，動網格設置方法、udf編寫、求解注意事項等； 從建模到后處理整個流程的仿真思路； 對學員的幫助： 學會非結構網格劃分方法、邊界層如何設置
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基于Fluent軟件的三維箱體擺動數值仿真（6DOF模型）
三、掌握fluent穩態和瞬態求解的設置，包括：計算模型的設置、計算域設置、棱柱層網格與四面體網格分割操作設置、穩態計算的設置、動網格設置、6dof設置，6 dof UDF的編寫與含義，為瞬態計算提供初始流場。
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基于6DOF和VOF多相流模型的楔形體入水仿真分析
應用fluent的6dof模型和VOF多相流對楔形體自由下落入水運動軌跡進行模擬 流場網格劃分方法； 6dof的設置，VOF多相流設置，動網格設置方法、求解注意事項等； 從建模到后處理整個流程的仿真思路；
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6DOF仿真的實例教程
4.2 材料設置
此處選擇air進行計算，相關設置如下如所示：
4.3 湍流模型設置
此處對湍流模型展開設置，選擇kw sst模型，相關設置如下如所示：
4.4 動網格+6DOF 設置
此處打開動網格模型，勾選層鋪域6自由度，相關設置如下圖所示：
對6自由度屬性進行設置，首先命名為flj，依據求解的模型屬性，將質量與轉動慣量輸入，勾選一個DOF旋轉，選擇z軸為旋轉軸，具體的設置如下圖所示：
將所有的葉片與垂直軸進行動網格設置，具體的設置如下圖所示：
對旋轉域內部的流體域進行動網格設置，與壁面的設置不同，此處要勾選6自由度隨動，主要設置如下圖所示：
4.5 邊界條件設置
此處僅需要對入口條件進行設置，設置入口速為10m/s，模擬10m/s的來風，具體設置如下圖：
4.6 初始化設置
首先進行標準初始化設置，具體設置如下圖：
4.7 計算設置
此處進行的計算設置如下：
5 后處理結果
5.1 后處理云圖結果
對垂直軸風力機的計算結果進行可視化處理，葉輪附近的流線結果如下圖所示：
截面速度云圖動畫結果如下圖所示：
截面壓力云圖動畫結果如下圖所示： 葉輪附近跡線動畫結果如下圖所示：
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展開 SimulationX仿真應用案例：基于6-DOF位置控制的六足平臺 SimulationX仿真應用案例：基于6-DOF位置控制的六足平臺-仿真
介紹
并聯運動的研究在學術和工程上的都是一個熱點，一個著名的應用實例就是所謂的六足平臺，也稱之為Stuart 平臺。安裝在這個平臺上設備可以快速地、精確地在三個直角坐標軸的六個自由度上定位，典型的實際應用有飛行模擬器、天文望遠鏡的高精度定位設備和并聯機床。
對六足平臺進行性能仿真至少需要完成多體運動結構的建模和相應的控制系統的建模，如要模擬得更細，就要在相應的物理領域（比如液壓，多體領域）對執行器進行高保真度的建模和仿真。
在本應用案例概述中，可以看到SimulationX 能夠直觀方便地解決建模和仿真問題，建模工作可以在不到一天的時間內完成，其中大量的時間是用來檢查其力學結構和調整整個系統。
系統結構及建模
一個典型六足平臺結構如圖1 所示，根據平臺位置預設值計算出六足的長度預設值，然后驅動六個基于長度控制的執行器（根據實際應用可能是液壓缸或直線電機等）。在這個建模例子中，執行器假設為一個帶有控制平臺位置的控制反饋回路的力驅動元件（類似液壓缸）。
圖1：六足平臺
機械模型
六足平臺的機械部分是由SimulationX 的3D 力學庫的元件組成，如1D/3D 轉換接口元件（形如液壓缸），球體和 一個通過SimulationX 的外部CAD 模型輸入接口輸入的復雜Cessna 飛機3D 模型。該接口可以自動計算飛機模型的質心和慣性張量，1D/3D 轉換接口元件的1D 邊連接從控制器來的控制力。
預調和坐標變換
為了控制平臺的運動，規定了平臺每個自由度上的位置信號，這些信號需轉換成六個執行器的長度信號，通過矢量和矩陣操作可以很好地描述轉換算法。
展開 6DOF網格重生成算法實現物塊落水及翻滾的全過程仿真分析
如圖所示，在一個已經部分滿水水箱中，時間t = 0時，一個方形物體掉進水里，物塊受到粘性阻力和重力的作用，并且當盒子浸在水中時，它也會受到浮力的作用。箱體及其附近的邊界層網格做剛體運動，并根據6DOF求解器的計算所受到的流體力及自身重力，由牛頓定律確定平動及轉動位移，每當盒子及其周圍的邊界層網格被移動時，邊界層外的網格將被平滑或重生成。
動網格參數設置
網格光順參數設置
網格重生成參數設置
物塊運動定義
最終動網格實現效果
部分UDF代碼
仿真計算結果
文件列表
對于 6 DOF 和人眼追蹤鏡頭的環境級仿真，在大部分的應用場景下，使用集成在 Ansys Zemax OpticStudio 中的 Speos Lens System（SLS）向 Speos 導出的降階模型即可滿足大部分仿真需求。
SLS 降階模型可以支持仿真鏡頭畸變，相對亮度，焦距，景深等成像特征并支持可變的入瞳孔位置的功能。使用 SLS 降階模型也可以有效提高大場景的仿真效率。同時使用降階模型可以有效保護鏡頭IP，簡化上下游協作流程。
Ansys Speos 集成在 Ansys SpaceClaim CAD 環境中，保證了軟件擁有強大的直接建模能力并對常見的 CAD 和非 CAD 模型文件有著廣泛的支持。在 Ansys Speos 中可以方便地搭建仿真環境，結合 SLS 模型實現準確快速的相機環境仿真。
在下圖的例子中我們在 Ansys Speos 搭建了房間的模型并附加了相應的光學屬性，并在頭顯模型上以 SLS 降階模型的形式布置了四枚定位相機。通過這種方式用戶可以方便的評估鏡頭的參數是否滿足在實際場景下實現 6 DOF 定位的需求。特別是對于一些難以實際搭建的極端照明場景，可以采用仿真代替試驗的方式，加速產品研發和迭代。
1.2 Lidar 定位和空間重建傳感器
來源 ：Apple 官網 https://www.apple.com/apple-vision-pro/
Vision Pro 使用了一組 Lidar 鏡頭和深度相機進行空間重建和雙手手勢定位。對于類似的 Lidar 鏡頭或者深度相機應用，使用 Ansys Lumerical 用戶可以實現對 Lidar 相控陣的設計。Lumerical 提供了強大的光學模擬功能，包括電磁場的數值求解等方法。
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6DOF仿真的最新內容
垂直軸立風機是一種新型風力發電機，其特點是風輪軸線與風向垂直，與傳統的水平軸風力發電機相比，具有結構簡單、啟動風速低、噪音小、適用于復雜風場等優點。本案例利用Fluent中的6DOF模型與滑移網格，對垂直軸風力機被動旋轉展開了相關仿真計算，本案例僅進行了簡單的教學演示，依據該案例的設置方法，后續可以對不同的垂直軸風力機展開更為精準復雜的仿真計算。
1 workbench 設置
本案例具體設置如下圖
包括但不限于紅外成像鏡頭，在 Ansys Speos中可以實現對人眼追蹤相機和面部捕捉相機的系統級仿真，實現方法與思路類似于上文提到的 6 DOF 環境仿真例子。用戶可以方便地向 Speos 導入需要仿真的人物模型和眼球模型，并附加相應的光學屬性和紋理。Ansys Speos 支持多種業界常用的光源文件導入，可以便捷且準確地實現對于紅外 LED 光源的仿真。
6DOF網格重生成算法實現物塊落水及翻滾的全過程仿真分析
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SimulationX仿真應用案例：基于6-DOF位置控制的六足平臺 SimulationX仿真應用案例：基于6-DOF位置控制的六足平臺-仿真
介紹
并聯運動的研究在學術和工程上的都是一個熱點，一個著名的應用實例就是所謂的六足平臺，也稱之為Stuart 平臺。安裝在這個平臺上設備可以快速地、精確地在三個直角坐標軸的六個自由度上定位，典型的實際應用有飛行模擬器、天文望遠鏡的高精度定位設備和并聯機床
