移動流體域的案例
移動流體域的設置方法
移動流體域的設置方法
使用LS-DYNA計算流固耦合算例時，如何導出流體域對固體域的作用力 ￥3.5
1.使用*DATABASE_BINARY_FSIFOR要比*DATABASE_FSI要好用點，兩個我用著是這樣的，而且還簡單，不用設置那么多要輸出的id啥的。
2.在使用*DATABASE_BINARY_FSIFOR時需要注意的是，需要在計算的時候增加一個命令來給fsi文件命名，如果沒有，就不會輸出這個后處理文件，如圖3所示
圖1 *DATABASE_FSI
圖2 **DATABASE_BINARY_FSIFOR
圖3 在計算的時候需要增加一個命令
Ansys SpaceClaim流體域抽取的兩個方法，哪個更好用？
圖3 修復后的模型
(5)點擊工具欄中Prepare下的Volume Extract功能，可以看到各種方式的流體域抽取方法，如圖4所示。
圖4 抽取功能
(6)選擇管道的三個出口面，如圖5所示。
圖5 管道出口面
(7)點擊內部面選擇功能，選擇管道內部的一個內表面，內表面藍色高亮顯示，如圖6所示。
圖6 管道內表面
(8)在Options-Volume Extract中，點選Preview inside faces，拖動進度條可以預覽到這個結構模型內部所有的內部表面，如圖7所示。
圖7 內部表面預覽
(9)點擊綠色對勾，確認本次Volume Extract操作，流體域的抽取，如圖8所示。可以看到在管道結構模型內部，已經生成了一個流體域模型，同時在左側模型樹節點中也可以發現，已經生成了一個Volume體模型，即管道內部的流體域模型。
圖8 流體域抽取
(10)將管道結構模型抑制并隱藏，就可以看到我們需要用于流體計算的管道內部流體域模型到了，如圖9所示。
展開 Star-CCM+提取流體域教程
Star-CCM+是一款類似于ANSYS等的計算流體力學仿真軟件，其最大優勢在于網格可以自動化生成，并且能夠生成六面體網格、非結構網格等。
很多新手都會遇到一個問題就是，一般來說，進行數值計算需要在計算區域生成實體，但是針對有壁厚的管道之類的流動工況來說，流體域的生成該如何處理。本經驗將針對這一問題給出較為詳細的解決方案。
工具/原料
Star-CCM+9以上軟件，電腦
方法/步驟
最開始的諸如生成幾何的步驟想必大家已經了解了，因此此處不再贅述。
我們從已有的幾何開始入手。如下圖1，在part中右擊選擇repair surface,之后就自動跳轉到編輯界面，如下圖2,。在左側最上部選擇修復表面選項。本例將要創建管道中間的流體域，因此此處需要修復兩側的出口表面。在界面圖形上雙擊一端的內壁端口處的特征線，即選中，之后在以同樣的方式選中另一側端口的特征線。
下面選擇左側面板中的filling holes using selected edges，這樣便可在右側看見補充的表面了。再在下方選擇new，輸入名字，點擊OK，并點擊右側的modify，這樣新的表面就建成了，最后關閉編輯界面即可。
下面選擇part右擊選擇split parts by surface topology，這樣便將流體域抽取出來了，即生成了2個parts。之后再將流體域表面分開以便設置邊界條件，如圖2。并且進行重命名操作。之后將parts分配到計算域。
下面可在此處設置邊界條件，比如速度進口之類的。之后創建2個新的網格連續體，1個賦予管道，另一個賦予流體，而兩個網格之間的交界面需要設置長接觸面類型，設置好基本尺寸等參數后就可以初始化網格，生成面網格，生成體網格了。
展開 
利用ICEM CFD實現流體域快速創建
圖 5
最終計算域模型
Step 6：總結
利用ICEM CFD，通過選擇實體模型的內流面直接構造計算域模型。
二、外流場計算域創建
利用ICEM CFD的Body概念創建外流場計算域是一件非常容易的事情，在利用這一功能之前需要利用幾何創建功能創建外部幾何。
本例的幾何模型如圖6所示。創建該幾何的外流場計算域模型。
圖 6
實體幾何
Step 1：創建外部域
對于外流場區域，常見的形狀包括：方形（box），圓柱型(（Cylinder）、球形等。本例使用方型計算域。
ICEM CFD提供了一系列常見實體幾何直接創建方式，利用Geometry標簽頁下創建面按鈕，選擇基本體功能按鈕。ICEM能直接創建的幾何如圖7所示。
圖 7
直接幾何
選擇創建Box，輸入參數如圖8所示。
圖 8
輸入參數
這里選用Entity Bounds方式，選擇需要包裹的幾何體，然后設定X,Y,Z方向放大倍數。也可以勾選Adjust min/max values項，手動設置X,Y,Z最大最小值。形成的幾何如圖9所示。
圖 9
形成幾何
Step 2：創建body
ICEM CFD中的body是用于標志計算域的。一個Body是一個封閉的幾何，在生成網格過程中，軟件會搜索Body區域。
利用材料點方式創建Body。
選擇Geometry標簽頁下的創建body工具按鈕，進入Body創建面板，選擇材料點方式創建Body。設置Part名為Fluid，如圖10所示。
圖 10 Body創建
展開 creo中抽取CFD流體域模型
3，發布幾何，提取出內表面
4，創建邊界，選擇閉合的邊界曲線，這里選擇后移動鼠標或者放大縮小一下，顯示粉色封閉面時表示創建成功，否則無法填充。
5，將創建的填充依次和外部復制幾何逐個合并，單擊其中一個合并就可以實體化了。
ICEM CFD快速創建流體計算域模型
最終完成的計算域模型如圖5所示。
圖 5 最終計算域模型
Step 6：總結
利用ICEM CFD，通過選擇實體模型的內流面直接構造計算域模型。
2
外流場計算域創建
利用ICEM CFD的Body概念創建外流場計算域是一件非常容易的事情，在利用這一功能之前需要利用幾何創建功能創建外部幾何。
本例的幾何模型如圖6所示。創建該幾何的外流場計算域模型。
圖 6 實體幾何
Step 1：創建外部域
對于外流場區域，常見的形狀包括：方形（box），圓柱型(（Cylinder）、球形等。本例使用方型計算域。
ICEM CFD提供了一系列常見實體幾何直接創建方式，利用Geometry標簽頁下按鈕，選擇功能按鈕。ICEM能直接創建的幾何如圖7所示。
圖 7 直接幾何
選擇創建Box，輸入參數如圖8所示。
圖 8 輸入參數
這里選用Entity Bounds方式，選擇需要包裹的幾何體，然后設定X,Y,Z方向放大倍數。也可以勾選Adjust min/max values項，手動設置X,Y,Z最大最小值。形成的幾何如圖9所示。
圖 9 形成幾何
Step 2：創建body
ICEM CFD中的body是用于標志計算域的。一個Body是一個封閉的幾何，在生成網格過程中，軟件會搜索Body區域。
利用材料點方式創建Body。
選擇Geometry標簽頁下的工具按鈕，進入Body創建面板，選擇方式創建Body。設置Part名為Fluid，如圖10所示。
圖 10 Body創建
選擇如圖11所示的兩個點，創建Body。
展開 為NAPA船體幾何快速創建CFD流體計算域
問題來了：我們如何才能創建一個完全封閉（Watertight）的船體表面以及相應的流體域？
典型的NAPA輸出的船體幾何
挑戰
當我們仔細觀察這些碎面的表面網格，你會發現相鄰碎面的邊界并不重合，因此會留有空隙。 常見的CFD網格生成器，很難將這些縫隙自動修復。即便是CAESES自帶的Trimesh功能（快速縫合并將表面三角網格化）， 也很難處理這種情況，紅色高亮顯示縫隙太大，無法縫合。
如果我們將縫合的閥值調大，試圖將紅色的大縫隙給閉合，結果也是徒勞的，因為此時其它小的碎面邊界也會被強制粘合（邊界距離小于閥值）。下圖顯示了另外一種情況就是碎面邊界相互穿刺，顯然這些都不是我們想要的。
在傳統的CAD軟件中，手動修復這些幾何錯誤是相當枯燥的工作，如何通過點幾下鼠標就能解決這些問題，是我們要在CAESES中努力實現的。
自動化解決方案
近期，我們在CAESES中開發出了這樣一個全自動化的解決方案，當然船體幾何如果是重度破損的話，可能會不奏效。然而從我們接觸到的絕大多數案例來看，這個解決方案還是有效的，非常干凈利落。
目標是NAPA IGS文件以及其它一些CAD軟件（Rhino等）輸出的幾何，我們研發出了針對船體曲面特征的縫合修復技術-BRep，Brep技術可以生成一個完全封閉的船體幾何，通過它再創建流體計算域就沒有任何問題了。
這種方法使用起來非常方便， 它是通過Feature來實現調用，用戶只需要選擇船體幾何文件并設置相應的流體域邊界即可。
展開 電磁閥“電磁-溫度-流體-應力”多物理域耦合仿真分析
以控制口0.5mm開度情況為例，原始模型和抽取出來的流體以及網格如下圖所示：
流體域網格
Fluent設置好相應的邊界條件后，將流體計算壓力和對流系數邊界條件在workbench平臺下導入Mecahnical進行力學分析。
該電磁閥結構分析的幾何模型及有限元如下，彈簧模型采用Mechanical的彈簧單元進行簡化。整個電磁閥結構結構左端固定，導入Maxwell計算的生熱計算溫度分布，之后導入Fluent計算的壓力分布和對流換熱進行結構應力分析。結構熱應力分析參考溫度為室溫22°。
電磁閥結構分析有限元模型
Fluent計算壓力導入Mechanical映射
Mechanical導入磁場，流場后溫度分布結果
文章來源：上海安世亞太
展開 電磁閥“電磁-溫度-流體-應力”多物理域耦合仿真分析
如下圖
線圈繞組焦耳損耗分布
Maxwell計算線圈生熱導入Mechanical
然后進行流體分析計算。本案例中的原始CAD模型只包含了固體區域，比如活門，彈簧，銜鐵，墊圈，頂桿等，做CFD仿真分析需要事先將流體域（通流域）抽出來，并設定相應的邊界條件。
以控制口0.5mm開度情況為例，原始模型和抽取出來的流體以及網格如下圖所示：
流體域網格
Fluent設置好相應的邊界條件后，將流體計算壓力和對流系數邊界條件在workbench平臺下導入Mecahnical進行力學分析。
該電磁閥結構分析的幾何模型及有限元如下，彈簧模型采用Mechanical的彈簧單元進行簡化。整個電磁閥結構結構左端固定，導入Maxwell計算的生熱計算溫度分布，之后導入Fluent計算的壓力分布和對流換熱進行結構應力分析。結構熱應力分析參考溫度為室溫22°。
電磁閥結構分析有限元模型
Fluent計算壓力導入Mechanical映射
Mechanical導入磁場，流場后溫度分布結果
展開 Workbench中DM三種抽取CFD流體域模型的方法
Workbench中DM三種抽取CFD流體域模型的方法
運用Star CCM+生成流體域的可變邊界層網格 ￥10
在進行湍流仿真計算時，對于流體域截面積存在突變的情況，如果采用固定邊界層厚度值，可能會使注流速區網格不滿足仿真要求。本案例僅運用Star CCM+前處理完成可變邊界層厚度設置，sim文件如下。
國產6振鏡2×2米超大型金屬3D打印機！西帝摩將重磅亮相TCT亞洲展
△ XDM 2000
XDM 2000機型的2米超大型金屬3D打印技術方案
①移動式掃描系統
設備采用了單列6套振鏡6個工位并行移動掃描方案，具體的實現方式是：將2000mm×2000mm的加工臺面分成大小相等的6×6個區域，單列6個區域分布6套振鏡系統，在開始加工時6套振鏡同時工作，當前工位掃描完成后移動振鏡平臺到下一工位，然后6套振鏡同步掃描，依次掃描完成6個工位的加工后結束本層掃描，等待鋪粉完成后接著進入下一循環，直至整個零件加工結束。這樣，6套并行的同步掃描方法即能實現加工的高效性，也大幅減低了成本。具體激光振鏡的設計方案如下圖所示：
△移動式6工位掃描方案
②移動式煙塵處理裝置，將“大”化小
產品設計了一種可移動式的吹吸煙裝置，該裝置隨著振鏡的位置同步移動，如下圖所示，吹吸煙裝置與激光振鏡一樣，在移動過程中具有六個工位，因此在成型倉兩側分別設計了6個管道接口，用于各個工位吹吸煙的氣體對流，當吹吸煙裝置移動至該位置時，管道接口處的電磁鐵啟動將吹吸煙管道結合，形成循環的氣體對流環境，然后激光振鏡開始掃描，加工中產生的煙塵便能在這樣的氣體對流環境下得到有效處理。將2000mm跨距煙塵處理問題轉化為350mm跨距。
△移動式煙塵處理裝置原理簡圖
為了更為全面的反應整個流場在空間中的分布情況，對該方式除塵裝置建立流體域模型，進行仿真分析。
△移動式除塵裝置流體域模型
分析結果后處理采用等值面的方式，具體速度選取常見材料最大臨界流速3m/s附近。如下圖所示。根據流場基本規律可知，等值面處的氣流流速方向與該處面相切，因此從等值面圖也可以看出氣流在成形區域的均勻性。
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