非穩態仿真的案例
ABAQUS非穩態切削仿真實例
一直想寫一個關于ABAQUS非穩態切削的例子，只因為忙，所以一直沒機會，近來也有很多人對ABAQUS經典例題3上的例子提出了很多問題，為此，今天在此介紹一下非穩態切削的相關內容，主要針對仿真過程分析的要點進行一個闡述，同時回答一下大家的問題，我的理解也不一定正確，大家一起探討才能促進切削仿真的不斷進步。
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切削仿真軟件的比較：目前用于切削的軟件很多，如ABAQUS,LS-DYNA,DEFROM,ADVANTAGE,Marc等，ABAQUS的優勢在于非線性處理能力強，有熱力耦合的直接分析步，可以對切削過程進行較為準確的仿真分析，目前國際上用的最多，而且由于ABAQUS可以利用子程序和python進行很多定制的開發，從而為問題的解決提供了更好的條件。LS-DYNA也可以用于切削分析，但是其擅長領域屬于碰撞等瞬態動力學分析，現在已經納入ANSYS麾下，Marc也是一款具有很好非線性的軟件，但是切削仿真遠沒有ABAQUS方便，而DEFORM在切削，軋制，滾壓等領域已經建立起相對完善的仿真界面，但是整體上計算結果好像與實際有些差距，其在切削領域采用的仍為網格重畫方法。而ADVANTAGE在切削領域算是最專業的了，這款軟件建立了龐大的切削數據庫，而且具有完善的切削，銑削，鉆削等加工方法的仿真分析，缺點是材料數據庫如果和他的數據有差異，可能比較麻煩。軟件就介紹到這里，下面主要針對ABAQUS的非穩態切削做一下簡單的說明，希望能為切削領域探索的各位達人一點啟示吧！
展開 【CFD教程】3分鐘學會兩相流非穩態水壩潰堤仿真
求解參數設置
雙擊 仿真> 求解控制 ，增大計算步數到10000步，勾選輸出迭代頻率，每300步保存一次結果。
圖10 求解控制設置
四、初始化及求解計算
1. 初始流場設置
雙擊 仿真> 初始化，剛才已經設置了水的位置，除水外，其它區域都是空氣。把空氣體積分設為1，水的改為0，如圖所示；
圖11 初始化設置
2.求解計算
選擇菜單欄 求解> 求解> 直接求解> 并行，開始計算。
圖12 運行求解器
圖13 選擇求解模式
五、后處理
1. 監控曲線
點擊監控，查看殘差曲線；
圖14 殘差曲線
2. 可視化結果
a. 創建面：單擊菜單欄 后處理> 面，Z法向，變量選擇密度，確定。紅色代表密度大，是水，藍色是空氣；
圖15 查看水流位置
b. 動畫：單擊菜單欄 后處理> 動畫，位置選剛剛創建的平面，點擊播放，可以看到水流過程了。
圖16 動畫展示
展開 ABAQUS非穩態切削仿真實例
切削仿真軟件的比較：目前用于切削的軟件很多，如ABAQUS,LS-DYNA,DEFROM,ADVANTAGE,Marc等，ABAQUS的優勢在于非線性處理能力強，有熱力耦合的直接分析步，可以對切削過程進行較為準確的仿真分析，目前國際上用的最多，而且由于ABAQUS可以利用子程序和python進行很多定制的開發，從而為問題的解決提供了更好的條件。LS-DYNA也可以用于切削分析，但是其擅長領域屬于碰撞等瞬態動力學分析，現在已經納入ANSYS麾下，Marc也是一款具有很好非線性的軟件，但是切削仿真遠沒有ABAQUS方便，而DEFORM在切削，軋制，滾壓等領域已經建立起相對完善的仿真界面，但是整體上計算結果好像與實際有些差距，其在切削領域采用的仍為網格重畫方法。而ADVANTAGE在切削領域算是最專業的了，這款軟件建立了龐大的切削數據庫，而且具有完善的切削，銑削，鉆削等加工方法的仿真分析，缺點是材料數據庫如果和他的數據有差異，可能比較麻煩。軟件就介紹到這里，下面主要針對ABAQUS的非穩態切削做一下簡單的說明，希望能為切削領域探索的各位達人一點啟示吧！
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此次切削分析，不再建立基于切屑，分離層和工件的模型，整個工件采用一個長方形，而且不再采用ALE法則，本次切削采用拉格朗日準則+失效準則的方法建立切削仿真。下面就分為幾個部分分別介紹一下建模要點以及注意事項！
1.建模
建模過程其實沒什么說的，就是一個工件，一個刀具，工件在這里就采用普通的長方形，刀具為了考慮磨損的影響，設置了一定的磨損量。為了后面定義接觸和材料方便，在此采用網格劃分后的creat mesh part模型。
展開 穩態和非穩態油膜力模型下的轉子系統非線性特征比較
摘要: 以多自由度轉子系統為對象, 運用模態降階和變步長的Newmark 積分方法, 分析了油膜力模型按穩態和非穩態
短軸承理論計算時的非線性振動特征, 同時比較了兩種油膜力模型下轉子不平衡量的大小和轉速對軸頸振動的渦動軌跡、
頻譜及其穩定性的影響, 通過與實驗比較分析了兩種油膜力模型的實用性。
關鍵詞: 非線性轉子系統; 油膜振蕩; 不平衡量
穩態和非穩態油膜力模型下的轉子系統非線性特征比較.pdf
非穩態CFD問題
對于CFD計算中的非穩態問題，下面的一些建議有助于或得更好的結果：
Fluent的單雙精度求解器適合于所有的計算平臺，一般的單精度求解器就能滿足計算精度要求，且計算量小。但是在下面的情況下推薦使用雙精度：
a) 如果幾何體包含完全不同的尺度特征（如一個長而壁薄的管）；
b) 如果模型中存在通過小直徑管道相連的多個封閉域，不同區域之間存在很大壓差；
c) 對于有較高的熱傳導率的問題或對于有較大的長寬比的網格。
可使用UDF功能定義任何隨時間或邊界位置變化的邊界條件。
如果使用分離式求解器，最好選擇PISO算法；若使用LES湍流模型，最好選擇SIMPLEC算法。
可以通過solution->initialization對話框設置t=0時刻的初始條件，還可以通過FILE/READ/DATE命令讀取穩態數據文件來設置初始條件。
如果在Solver對話框的UnsteadyFormulation選項組中使用了Explicit（即時間顯示格式），或者在Iterate對話框中的Time選項組中使用了Adaptive（可變時間步入格式），建議激活在文本窗口打印當前時間及時間步長的功能（通過Solve/Monitors/Statistic）。
建議使用Force Monitor對話框或者SurfaceMonitors對話框來監視隨時間變化的力的大小、流量變量的平均值或者流量、有關函數隨時間變化的情況。
可以通過Solve/Animate/Define命令激活SolutionAnimation功能，自動記錄流場隨時間變化的動畫仿真結果，以便在計算完成后播放。
展開 FLUENT中的非穩態的殘差曲線
對于非穩態問題，unsteady, 則會出現時間相關項的計算方法選項： 如一階隱式，二階隱式、
注意，顯式只是對于耦合顯式求解器有效。
PISO適合于瞬態模擬，特別是時間步長較大到情況。取1.0的欠松弛因子可以保證計算的穩定性。或者網格變形度高的地方。但是對于LES而言，由于LES需要更小的時間步長，因此不適合用PISO。LES 最好使用SIMPLE(C)算法。
Courant Number 用來控制耦合求解的時間步長。時間步長與courantnumber成正比。因此顯式需嚴格控制時間步長，courant number。
非穩態的殘差圖中，每一次更新都會使殘差變大，因此會是一條振蕩的曲線。此外，x軸是對數軸，因此每次屏滿了之后都會重新調X軸，導致曲線彎曲。
時間步長越小，越不容易發散，特別是顯式計算對時間步長的要求很嚴格。如果在設定的最大迭代數（20）內還沒收斂，可能是要減小時間步長或者減小courant數。
通過殘差曲線來看收斂性：
- 一般的，殘差下降三個數量級表示至少達到了定性的收斂，流場的主要特征已經形成。
- 壓力基求解器的能量殘差應該下降到10-6以下
- 檢查全局通量守恒：檢查（NetResults)應該小于通過邊界通量的最小值的1%。（在Reports ->fluxes->mass flowrate->boundaries, 再compute)。
收斂遇到困難？？？？
對一些病態問題，差質量的網格或者不合理的求解器設置都會出現數值的不穩定性。
變現為殘差曲線上揚（不收斂，發散）或者幾乎水平（不下降）
發散意味著守恒方程的不平衡增加。
展開 基于matlab求解二維非穩態對流擴散反應問題
然而，使用matlab求解二維非穩態對流擴散反應問題也存在一些局限性：
網格依賴性：求解結果可能會受到網格劃分的影響，需要進行網格敏感性分析。
數值穩定性：某些情況下，數值方法可能會導致數值不穩定性，需要特殊處理。
結論： 本文探討了使用matlab求解二維非穩態對流擴散反應問題的方法和步驟，并分析了該方法的優勢和局限性。通過使用matlab中的數值方法和線性代數求解器，我們可以高效地求解該問題，并通過可視化工具來展示數值解。然而，我們也需要注意數值方法的局限性，并進行適當的分析和處理。在今后的研究中，我們可以進一步改進數值方法，提高求解精度和計算效率。
非穩態切削例子
非穩態切削例子（cae文件），另外附上張東進（例題集3切削的兩例題的編寫者）的碩士論文，
熱切削加工熱力耦合建模及其試驗研究
切削加工熱力耦合建模及其試驗研究.part03.rar
unsteady_cutting.rar
切削加工熱力耦合建模及其試驗研究.part01.rar
切削加工熱力耦合建模及其試驗研究.part02.rar
abaqus經典例題集3中的非穩態切削工件、刀具尺寸
本人用這個尺寸仿真成功了。當然仿真成功與否跟尺寸沒啥關系，但是發上來供學習仿真的朋友使用方便。
都是量的點，但是畫起來也比較方便。刀具小圓角部分根據書上的可以意思意思畫一個，我畫的時候并沒有和斜邊相切，只是半徑一樣，因為按原圖樣子好像尺寸過小畫不出來。
刀具：
工件：
附上仿真成功的圖：
PS.材料屬性Plastic最后一項數字是695
轉子碰摩運動的非穩態分析
摘要: 本文研究了一個柔性單圓盤擠壓油膜阻尼器轉子系統的非穩態碰摩運動。轉子以定常角加速度通過臨
界轉速時產生碰摩, 碰摩力由庫侖摩擦定理確定。通過數值計算揭示在各種系統參數下, 角加速度對反向渦
動的影響規律, 為防止轉子通過臨界轉速時產生碰摩失穩提供一定參考。
轉子碰摩運動的非穩態分析.pdf
軸向變速運動弦線的非線性振動的穩態響應及其穩定性
研究具有幾何非線性的軸向運動弦線的穩態橫向振動及其穩定性，軸向運動速度為常平均速度與小簡諧漲落的疊加應用Hamilton原理導出了描述弦線橫向振動的非線性偏微分方程，直接應用于多尺度方法求解該方程，建立了避免出現長期項的可解性條件，得到了近倍頻共振時非平凡穩態響應及其存在條件，給出數值例子說明了平均軸向速度、軸向速度漲落的幅值和頻率的影響，應用Liapunov線性化穩定性理論,導出倍頻參數共振時平凡解和非平凡解的不穩定條件，給出數值算例說明相關參數對不穩定條件的影響
軸向變速運動弦線的非線性振動的穩態響應及其穩定性.pdf
展開 
淺談穩態滾動輪胎仿真穩態滾動狀態角速度的調整
輪胎的穩態滾動仿真基于歐拉-拉格朗日變換法進行，仿真時將輪胎的滾動看作是穿過網格的材料流動運動。仿真條件：標準充氣壓力為0.93MPa，標準負荷為3730kg，聲腔采用自適應網格劃分，輪胎滾動線速度為60Km/h,關鍵字采用*STEADY STATE TRANSPORT，不考慮粘塑性影響并將慣性打開。
*STEP,INC=500,NLGEOM=YES,UNSYMM=YES
4: roll_tire at 60km/h
*STEADY STATE TRANSPORT,LONG TERM,INERTIA=YES
0.5, 1.0, 1E-6, 1.0
在進行穩態滾動分析時，當輪胎穩態滾動時, 輪胎輪心的力矩M應該為0。較小的角速度將使輪胎制動，而較大的角速度則使輪胎驅動。故需不斷調整ω值,使最終繞Y向的力矩M（RM2）在[-10,10]之內，此時為穩態滾動。
展開 『分享』非穩態油膜力作用下轉子振動的分岔與穩定性分析
利用新的短軸承非穩態油膜力模型分析轉子系統的動力學特性, 并通過數值模擬,得到了該系統隨
轉動角速度變化產生的分岔和混沌特性。利用非線性動力學分析中的打靶法求該系統的周期解,并利用Flo2
quet 主導特征乘子判斷不同周期軌道的失穩方式,同時發現在系統的運動中存在著倍周期分岔和第二Hopf
分岔及鞍結分岔。通過打靶法和Runge2Kutta 方法發現該系統在一定的角速度范圍內存在加3 周期分岔。
關鍵詞: 轉子系統; 打靶法; Floquet 理論; 穩定性; 分岔
非穩態油膜力作用下轉子振動的分岔與穩定性分析.pdf
CREO ANSYS Simulation 旋流分離器的穩態仿真和瞬態仿真的區別
對于流體在旋流分離器內的仿真工作，要根據實體工件設計目的而分別對待，制定不同的仿真模式。
如上圖，如果仿真目的是研究內部流體所表現出來的速度、壓力。仿真模塊選擇“流動”即可。如果還要涉及湍能，物理模塊要增加“湍流”。使用穩態較合適，穩態模式主要研究流體達到穩定的“常態”之后所表現出來的物理特性。不考慮流體達到穩定之前的過程，即與時間無關。如上圖，旋流分離器內的流體是穩定的流動狀態，無論何時，狀態一致。
如果仿真目的除了上述速度、壓力、湍能，還要考慮隨流體一同流動的“顆?！?，仿真模塊另外還要增加“粒子”，顆粒有多少種，粒子模塊就要增加多少個（注意，此粒子有具體質量（密度&體積），與“流線”中無質量的“粒子”有本質的區別）。穩態的仿真模式就不能勝任了，粒子（顆粒）在隨流體“流動”過程中，粒子或沉積或隨波逐流而去，粒子和流體域隨時產生變化（注意，“隨時”兩個字），時間延長則沉積越多，可供流體占用的空間越少，直到顆粒塞滿全部腔體。流體永遠達不到常態的穩定。所以仿真模式必須使用瞬態。瞬態仿真是建立在時間節點上的仿真，其仿真結果第一要素是時間。
瞬態仿真結果，假設，自0開始，第0.1秒結果、第0.2秒結果，第0.3秒結果... ..第1秒......第3秒，共計30個結果連續在一起，形成時間連續的動畫，如上圖，就是30個粒子瞬態仿真結果。
那么，請問，如果我想獲得一個表達3秒種的，相對質量高的動畫，應該如何調整瞬態仿真呢？
播放時長=仿真時長，幀頻=24幀。格式MP4或者GIF。有興趣的朋友可以一試，本文附件為模型文件。
剛才出去吃飯，五個籠包飽了。想起一件事，一個朋友說，能否在穩態下仿真粒子的運動呢？手拿第六個籠包糾結了。五個籠包填飲肚皮，是我飯量的穩定狀態。
展開 Comsol 穩態和瞬態的熱性能仿真
一、模型搭建
新建→模型向導→選擇三維； 選擇物理場：傳熱→固體傳熱，按增加→研究，選擇研究：預置研究→穩態→完成；
導入相應的二維或三維模型，或者直接在 COMSOL 里自建幾何模型；導入：頂部工具欄：導入，選中幾何 1→選擇單位→導入，最后形成聯合體→全部構建；
可在右側框內搜索要添加的材料，然后“增加到選擇”；或者添加空材料，去選擇一個域，然后材料屬性目錄下會出現做該仿真必要的參數，輸入參數即可；材料分配及屬性如下。
第一種材料：
第二種材料：
第三種材料：
二、施加載荷
點擊初始值 1：溫度默認單位 K，可修改為℃； 熱絕緣 1：默認選擇所有邊界； 右鍵“固體傳熱”，添加溫度，邊界選擇輸入載荷的區域；
左側溫度
右側溫度
上下兩側熱絕緣
三、穩態計算
點擊“研究”開始計算，仿真完成后，結果下面自動出現“溫度”；點擊溫度→體，出現仿真結果圖；可通過派生值→全局計算，計算自己所需要的值。
四、瞬態計算
右側任務欄：預置研究→瞬態； 研究 2 →步驟 1：研究設定； 時間單位：可設置為 s；時間：設置仿真時間范圍及步長；
仿真完成后，結果下面自動出現 “溫度”； 點擊溫度→表面。出現仿真結果圖?？煽吹綔厣兓?em>穩態保持一致； 派生值，右鍵，“體最大值”，會在仿真圖下方出現“表格 2”，自動將時間和溫度的對應變化列出來；
中間區域隨時間溫升情況
有問題聯系：
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