工程仿真與計算力學的案例
CAE工程師必學：斷裂力學的一些知識點 附斷裂力學中的數值計算方法及工程應用下載
斷裂力學是近幾十年才發展起來了的一門新興學科，主要研究承載體由于含有一條主裂紋發生擴展（包括靜載及疲勞載荷下的擴展）而產生失效的條件。斷裂力學應用于各種復雜結構的分析，并從裂紋起裂、擴展到失穩過程都在其分析范圍內。由于它與材料或結構的安全問題直接相關，因此它雖然起步晚，但實驗與理論均發展迅速，并在工程上得到了廣泛應用。斷裂力學研究的方法是：從彈性力學方程或彈塑性力學方程出發，把裂紋作為一種邊界條件，考察裂紋頂端的應力場、應變場和位移場，設法建立這些場與控制斷裂的物理參量的關系和裂紋尖端附近的局部斷裂條件。
國內外相關研究現狀
目前，斷裂力學總的研究趨勢是：從線彈性到彈塑性；從靜態斷裂到動態斷裂；從宏觀微觀分離到宏觀與微觀結合；從確定性方法到概率統計性方法。所以就斷裂力學本身而言，根據研究的具體內容和范圍，它又被分為宏觀斷裂力學（工程斷裂力學）和微觀斷裂力學（屬金屬物理范疇）。宏觀斷裂力學又可分為彈性斷裂力學（它包括線性彈性斷裂力學和非線性彈性斷裂力學）和彈塑性斷裂力學（包括小范圍屈服斷裂力學和大范圍屈服斷裂力學及全面屈服斷裂力學）。工程斷裂力學還包括疲勞斷裂、蠕變斷裂、腐蝕斷裂、腐蝕疲勞斷裂及蠕變疲勞斷裂等工程中重要方面。如今在斷裂力學研究方法中，又引入可靠性理論，稱為概率斷裂力學，使斷裂力學的研究內容更加豐富，也使斷裂力學的理論得到進一步的發展和完善，并在工程實際中發揮出越來越大的指導作用。
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展開 計算流體力學CFD 建模與仿真
什么是 CFD 建模與仿真
計算流體力學（CFD）使用納維-斯托克斯方程（包括五個偏微分方程）來模擬流體的流動。這些方程利用計算機資源在虛擬環境中對流體運動進行近似計算。CFD 仿真能夠使用特定的模型來補充應用的物理屬性，進而預測現實場景。CFD 建模和仿真結果通常使用實驗或文獻值進行驗證。
CFD 建模和仿真適用于汽車、航空航天、制造業、電子、醫療保健和環境工程等領域。簡而言之，所有涉及流體的應用都可以使用 CFD 工具進行建模和仿真。CFD 建模和仿真廣泛使用的部分原因是出現了多學科的建模、分析和優化要求。
為什么 CFD 建模和仿真很重要
CFD 建模和仿真從根本上改變了設計和制造過程。CFD 仿真有以下優點：
1.降低制造成本
CFD 仿真的一個重要應用領域是制造業。CFD 建模和仿真可以讓您在實際制造之前全面了解設計模型在極端工作條件下的表現。
2.避免昂貴的測試
在航空航天和許多其他領域，要通過風洞測試或試驗來確定部件的性能。CFD 建模和仿真工具通過模擬計算機的設計，極大地簡化了這一過程。
展開 計算流體力學--多相流仿真專題
多相流仿真中應用頻率最高的是自由表面流的仿真。它適用于諸如氣液二相流，液液二相流，氣液固三相流等各種各樣需要模擬的流動。由仿真得到的界面運動，也可以與可視化實驗結果加以比較而得到驗證。
自由表面流的仿真可以分為界面捕捉法（Interface capturing Method）和界面追蹤法（Interface Tracking Method）兩大類。如圖2.1所示那樣，所謂界面捕捉法，就是把表示界面的函數，讓其隨流體遷移流動，從而來模擬界面運動。界面捕捉法含有MAC法（Marker and Cell），LS法（Level Set）和VOF法（Volume of Fluid）等多種方法。
另一方面，界面追蹤法是根據界面元素的變形，來分析模擬界面的運動，如圖2.2所示。界面追蹤法有ALE法（Arbitrary Lagrangian and Eulerian）等等。此外，粒子法（Particle Method）也可認為是一種界面追蹤法。
圖2.1 界面捕捉法
圖2.2 界面追蹤法
兩者比較而言，界面追蹤法能夠高精度地模擬界面的運動。然而，在使用界面追蹤法時，隨著界面的變動，必須重新生成元素。如果界面的變動過大，就可能生成扭曲的元素，使計算變得不穩定。當然這也可以通過增加元素分割的數目來避免，這樣一來，就會進一步增加計算的工作量。
現在，大多數流體的仿真軟件都采用VOF法來模擬自由表面流。其理由列舉如下：首先，在1970年代，由著名的美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室（即Los Alamos National Laboratory，該所于2013年迎來了成立七十周年的慶典）開發了一個程序代碼為SOLA-VOF的軟件，并把它公開了，從而使VOF法得到了廣泛的應用和普及。
展開 電廠閥門泄漏的計算流體力學仿真研究
摘 要：目前對電廠疏水管道閥門泄漏多采用基于傳熱原理的內漏自動檢測計算方法，但是已有研究尚未對閥門泄漏時管道內流體的流動和傳熱進行分析，且對溫度測點如何布置以及溫度測量的精度要求也缺乏研究。針對以上問題，采用計算流體力學仿真的方法，研究了閥門泄漏時管道內傳熱和流動情況，分析了不同的管道直徑和保溫材料對所測溫差和泄漏量的影響。研究結果為實時監測閥門附近流量的動態變化，進行工程現場診斷疏水閥門的泄漏故障提供了模型方法和參考。
關鍵詞：疏水;閥門;計算流體力學;Fluent軟件;
熱力系統閥門內漏是目前我國火力發電廠普遍存在的重大節能問題，通常由于運動部件卡死、閥片變質、彈簧應力松弛等原因造成閥門損壞[1],防止閥門內漏是火力發電廠節能減排的重要舉措。閥門主要用于控制電廠鍋爐和電氣設備的流體介質的通路和斷路調節，是電廠廣泛使用的熱力設備。閥門的基本功能是接通或者切斷管路介質的流通，改變介質流動方向，調節介質的壓力和流量，保護管路和設備正常運行[2]。但是由于各種原因，閥門泄漏經常發生在火力發電廠當中，無論哪一個疏水閥門發生內漏，都會為電廠帶來超出想象的損害[3]。目前，電力、石化、制冷等企業檢測閥門內漏的方法主要依靠定期維修，對閥門進行拆卸、檢修和更換。經調查統計，超過50%的閥門并不需要進行拆卸修理，過度拆卸會浪費大量人力、物力和財力，閥門維修更換費用約占了電力企業、石油化工企業維修更換費用的15%[4]。當旁路閥門的泄漏量達到主蒸汽流量的2%時，將使供電煤耗上升4 g/(kW·h)[5]。針對現場使用的閥門監測及檢修等易耗品不易購買的問題，陶長興等[6]提出基于CRIO的嵌入式閥門診斷系統。常毅君等[7]總結了閥門溫度變化智能監測的判斷依據，為電廠疏水管道的實時監測提供了新的方法。
展開 
使用嵌入 CAD 的工程流體力學仿真 優化氣體混合過程
相比物理測試，采用 CFD 仿真通常可獲取更多信息，例如貫穿整個求解域的流速和方向、壓力、溫度和組分濃度值。作為分析的一部分，設計師可以更改系統的幾何體或邊界條件并查看其對流體流動型態的影響。因此， CFD讓分析師可以用更短的時間和更低的成本來評估多種不同配置的性能。
嵌入式 CAD 的發展趨勢
最近，嵌入 CAD 系統的 CFD 軟件的使用趨勢使得有可能將仿真應用于設計階段，相比物理原型，這種方法可以測試更多的設計備選方案，同時還能減少所需的原型數量。嵌入 CAD 的CFD使用原始 3D CAD 數據，自動劃分流體空間，并將流體參數作為基于對象的特征進行管理，這使工程師無需理解 CFD 的計算部分，只需專注于產品的流體力學，這是他們本來就應該理解和掌握的。新一代 CFD 軟件包含先進的自動控制功能，確保在幾乎所有應用中實現收斂，無需手動調試。可能最重要的功能控制著網格質量，是避免運行發散的最大原因之一。因此，只需大致了解CAD 系統和產品的物理學知識即可操作 CFD 軟件，而絕大多數設計工程師都已掌握這些知識和技能。這些步驟的自動化還大幅減少了分析時間，使得在設計變更之前就交付分析結果成為可能。
氣體混合的仿真指南
幾種最佳做法可以幫助用戶確保 CFD 氣體和空氣混合仿真的準確性。使用原始 3D 數據可以保障實體模型的質量。對于具有最低網格要求的內部流體模型而言，實體必須形成密封的內部空間，內部流場不會出現對外泄漏通道。用戶應該盡可能地消除幾何體的微小細節，以便將 CFD模型的大小降至最低。導入幾何體后，應該使用 CFD 軟件的 “檢查幾何體” 功能來檢查是否存在問題。通過執行試驗網格生成并使用后處理器以可視化方式查看不規則單元，檢查是否存在因薄實體上的孔洞而引起的不規則單元。可以通過增加局部網格密度來修正不規則單元。
展開 設計仿真 | Digimat&Marc助力Radici集團準確預測再生工程聚合物的力學性能
圖2：用于三種可回收等級的Digimat 逆向工程材料卡片的驗證
結果和價值
通過圖2中令人信服的驗證結果，Radici集團的高性能聚合物公司在可調臺式執行器外殼的誤用測試中使用了PCR等級材料和上述預測方法。在完全使用仿真預測的方法中，將PCR等級的材料與相應原始等級材料進行比較，展示了可回收工程聚合物的強度。
在圖3中，描述了預測方法的概述。將可調臺式執行器外殼仿真模型與Digimat中的纖維取向分布相結合起來，生成兩個有限元分析模型在Marc中進行分析。執行器殼體在誤用測試時，電機在殼體上施加的最大扭矩為6Nm 。仿真預測結果表明，PCR級別的材料能夠承受上述程度的誤用。
圖3：比較原始級別（左）和后消費回收級別（右）的預測結果
展開 船舶計算流體力學 (CFD) - 船舶設計與優化的頂尖仿真工具（免費領文檔）
使用船舶計算流體力學 (CFD) 軟件的主要優勢
使用船舶 CFD 軟件，意味著設計師可以在真實工作條件下檢查船舶性能的每個方面。我們的多物理場 CFD 求解器不斷得以開發，只為提供以下所需的每一種船舶仿真解決方案：
船體阻力預測
螺旋槳性能，包括空化的預測
由螺旋槳或虛擬碟盤組成的自推進系統仿真
預測船舶運動、對海浪的響應和相互作用
空氣動力學和流體動力學組合仿真
流體力學和抗壓力組合仿真
與一維系統仿真工具的協同仿真
通過此概述視頻了解更多信息。
為何對船舶應用全尺寸 CFD 仿真？
以比例模型測試船舶設計給預測增加了不確定性。得到的結果必須放大，才能預測實際性能；而為此采用的經驗關系可能會導致不準確性。可以按全尺寸進行 CFD 建模，而不再需要放大結果。此外，全尺寸仿真可以確保邊界層效應得以正確捕獲，同樣，螺旋槳性能可以準確預測。通過此白皮書詳細了解船舶全尺寸 CFD 仿真的優勢。
使用船舶 CFD 軟件，讓船舶設計師和工程師可以在真實的運行條件下以全尺寸檢測船舶性能。自動化方面的最新進展意味著可以在幾個小時內完成設計測試，便于探索各種不同選項、執行設計優化以及將最高效的設計投入市場。
船舶設計流程各個階段的解決方案
我們的解決方案可以助力創建船舶數字化雙胞胎，從最早的概念階段開始，直到最終的生產設計和運作。我們的解決方案產品組合可以幫助您更快實現設計目標，提供包括以下功能在內的性能預測：
多物理場 CFD 仿真
空氣動力學和流體動力學仿真
一維系統分析
結構完整性和聲學預測
自動化探索和設計優化
智能報告和數據分析
我們的解決方案中包括軟件、物理測試和工程服務，可幫助您滿足甚至超越效率要求。將這些解決方案作為完整產品生命周期管理系統的一部分。
展開 計算流體力學--多相流仿真專題
圖19.3（a）固相率和液相率的等值面（無風的場合）
圖19.3（b）固相率和液相率的等值面（有風的場合）
最后，在相同的條件下（有風），以冰淇淋為模擬對象再做一次計算，看看結果如何。
圖19.4冰淇淋的融化
冰淇淋的粘性系數是水的10倍，除此以外的物理常數與水、冰的數值是一樣的。從圖19.4中，你能看到預期的結果嗎？
此外，圖19.3和圖19.4都是以10倍的快鏡頭攝制而成的視頻。
有關凝固?熔化仿真的討論在這一章就要結束了。現在不僅能模擬液體的凝固及固體的熔化等過程，就是包括氣相在內的氣液固三湘流的模擬，也正在成為現實可能。這樣的軟件就可以適用于各種各樣的計算模擬對象。
來源：MSC軟件
展開 工程仿真APP在線計算
基于自主可控通用仿真平臺Simdroid開發工業仿真APP，固化仿真知識，通過云端快速、便捷、低成本使用各類仿真APP。
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《FLUENT流體工程仿真計算實例與應用(含光盤)》
ISBN：7564002603
開本:16
字數:480千字
印張:19.75
頁數:308
裝幀:平裝
附帶光盤
內容提要
本書是利用界面友好、使用簡單的大型商業計算機應用軟件FLUENT進行流體流動與傳熱計算的一本入門書籍。全書以“跟我學”的形式編寫而成。書中給出了11個實例，讀者只要按照書中的步驟一步一步進行，即可完成一個具體問題的數值模擬與分析，進而逐步掌握利用FLUENT進行流體流動數值模擬的基本方法。書中使用FLUENT 6．0版本，GAMBIT 2．0版本。本書配有1張光盤，可對書中所舉實例進行動畫演示。
目錄
第一章 流體力學基礎與FLUENT簡介
第一節 概論
第二節 流體力學中的力與壓強
第三節 能量損失與總流的能量方程
第四節 流體運動的描述
第五節 亞音速與超音速流動
第六節 正激波與斜激波
第七節 流體多維流動基本控制方程
第八節 邊界層與物體阻力
第九節 湍流模型
第十節 FLUENT 簡介
第二章 二維流動與傳熱的數值計算
第一節 冷、熱水混合器內部二維流動
第二節 噴管內二維非定常流動
第三節 三角翼的可壓縮外部繞流
第四節 三角翼不可壓縮的外部繞流
第五節 VOF模型的應用
第六節 組分傳輸與氣體燃燒
第三章 三維流動與傳熱的數值計算
第一節 冷、熱混合器內的三維流動與換熱
第二節 粘性流體通過圓管彎頭段的三維流動
第三節 三維穩態熱傳導問題
第四節 動網絡問題
第五節 葉輪機械的Mixing Plane 模型
附錄
參考文獻
展開 巖土力學仿真計算的高速圖形工作站硬件配置推薦
巖土力學中常用的軟件：
§ Plaxis：用于地下工程和邊坡穩定性分析的有限元軟件。
§ Geostudio：包括Slope/W、Seep/W、Plaxis 2D等模塊，用于巖土和地下水數值建模。
§ Phase2：用于地下結構的有限元軟件，特別適用于巖石力學問題。
§ FLAC：離散元法軟件，用于分析巖石和土壤的變形和斷裂。
§ ANSYS：通用有限元分析軟件，可用于巖土力學和地質工程問題的建模和模擬。
§ UDEC：離散元軟件，用于模擬巖土的破碎、變形等行為。
§ PFC：粒子法軟件，用于模擬巖土的流動、滑動等行為。
以下是一些巖土力學計算中常用的優化方法：
§ 網格劃分優化：通過優化網格劃分，可以減少計算量和提高計算精度。
§ 算法優化：通過改進算法，可以提高計算效率。
§ 并行計算：通過采用并行計算，可以充分利用多核處理器的優勢，提高計算效率。
巖土力學最大計算瓶頸：
§ 巖土體具有復雜的幾何形狀和力學性質：巖土體通常具有復雜的幾何形狀，如不規則的巖層、斷層、裂隙等。此外，巖土體的力學性質也非常復雜，包括強度、剛度、塑性、粘性等。這些因素都給巖土力學計算帶來了挑戰。
§ 巖土體之間的相互作用復雜：巖土體之間存在著復雜的相互作用，如摩擦、粘結、接觸等。這些相互作用通常難以準確描述，給巖土力學計算帶來了困難。
§ 巖土力學計算量大：巖土力學計算通常涉及大量的計算量，這對計算機硬件和軟件提出了較高的要求。
最大計算瓶頸通常取決于問題的規模和復雜性，但巖土工程中常見的挑戰之一是模擬非線性和動態行為，這可能需要大量的計算資源和時間。大型地下工程和巖石動力學問題可能需要大規模的并行計算，這可能會對計算資源、內存和存儲容量提出高要求。
展開 
關于計算流體力學，你知道多少？ 附計算流體力學從實踐中學習下載
理論分析研究能夠表述參數影響形式，為數值計算和實驗研究提供了有效的指導；試驗是認識客觀現實的有效手段，驗證理論分析和數值計算的正確性；計算流體力學通過提供模擬真實流動的經濟手段補充理論及試驗的空缺。
更重要的是，計算流體力學提供了廉價的模擬、設計和優化的工具，以及提供了分析三維復雜流動的工具。在復雜的情況下，測量往往是很困難的，甚至是不可能的，而計算流體力學則能方便的提供全部流場范圍的詳細信息。與試驗相比，計算流體力學具有對于參數沒有什么限制，費用少，流場無干擾的特點。出于計算流體力學如此的優點，我們選擇它來進行模擬計算。簡單來說，計算流體力學所扮演的角色是：通過直觀地顯示計算結果，對流動結構進行仔細的研究。
計算流體力學在數值研究大體上沿兩個方向發展，一個是在簡單的幾何外形下，通過數值方法來發現一些基本的物理規律和現象，或者發展更好的計算方法；另一個則為解決工程實際需要，直接通過數值模擬進行預測，為工程設計提供依據。理論的預測出自于數學模型的結果，而不是出自于一個實際的物理模型的結果。計算流體力學是多領域較差的學科，涉及計算機科學、流體力學、偏微分方程的數學理論、計算幾何、數值分析等，這些學科的交叉融合，相互促進和支持，推動了學科的深入發展。
CFD方法是對流場的控制方程用計算數學的方法將其離散到一系列網格節點上求其離散的數值解的一種方法。控制所有流體流動的基本定律是：質量守恒定律、動量守恒定律和能量守恒定律。由它們分別導出連續性方程、動量方程（N-S方程）和能量方程。應用CFD方法進行平臺內部空氣流場模擬計算時，首先需要選擇或者建立過程的基本方程和理論模型，依據的基本原理是流體力學、熱力學、傳熱傳質等平衡或守恒定律。
展開 fluent流體工程仿真計算實例與應用
分享一本剛下的韓占忠的fluent教材，有需要的可以看看
FLUENT流體工程仿真計算實例與應用（掃描版）.part1.rar
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展開 ANSYS APDL入門系列視頻-工程計算與仿真
本系列視頻主要針對ansys apdl入門的學員進行系統的培訓，目的為了能閱讀apdl并可以獨立使用apdl進行ansys二次開發。
第一講，以兩個案例為對象，主要介紹如何學習apdl，希望對初學者有所幫助。為了提高視頻質量，也希望各位學員能都提出寶貴意見。
蘭小平的FLUENT流體工程仿真計算實例與應用光盤上的文件
給大家共享下蘭小平的FLUENT流體工程仿真計算實例與應用光盤上的文件
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