膠水流動仿真的案例
Ansys LS-DYNA ISPG方法應(yīng)用介紹（回流焊橋接、膠水流動等）【7月11日直播】
粘性流體的自由表面流是指具有粘性的流體在流動過程中存在與氣體接觸的動態(tài)界面，其界面形狀、位置隨時間和流動條件變化的流動現(xiàn)象。這類流動廣泛存在于工業(yè)生產(chǎn)（如鑄造、涂層、焊接、3D 打印）、自然界（如河流、波浪）及生物工程（如血液流動）中，求解的核心是精確描述自由表面的演化規(guī)律，并耦合粘性流體的動量傳遞過程，求解過程中有諸多難題，LS-DYNA 的 ISPG 方法是 Ansys 近幾年開發(fā)的一種全新求解技術(shù)。該方法基于拉格朗日粒子法，專門用于求解粘性流體的自由表面流問題。
7月11日，Ansys官方『Ansys LS-DYNA ISPG方法應(yīng)用介紹（回流焊橋接、膠水流動等）』研討會干貨滿滿，感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時間：7月11日（星期五），16：00-17：00
內(nèi)容簡介：LS-DYNA 的 ISPG 方法是 Ansys 近幾年開發(fā)的一種全新求解技術(shù)。該方法基于拉格朗日粒子法，專門用于求解粘性流體的自由表面流問題，并能夠準(zhǔn)確考慮流體的表面張力及其與壁面的附著力。相比傳統(tǒng) CFD 工具常用的 VOF 方法，ISPG 能夠以較少的粒子數(shù)量獲得高質(zhì)量的仿真結(jié)果。此外，ISPG 還能與 LS-DYNA 的隱式 FEM 求解器結(jié)合，實現(xiàn)流固耦合分析。
該方法在多個工程領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，尤其適用于回流焊工藝仿真，例如在結(jié)構(gòu)翹曲變形作用下的焊球形狀及橋接現(xiàn)象模擬。此外，它在粘膠工藝分析（如壓膠形狀預(yù)測）等方面也展現(xiàn)出良好的適用性。
講師：
董驍 | Ansys主任應(yīng)用工程師
主要負(fù)責(zé)LS-DYNA產(chǎn)品在中國的方案開發(fā)、推廣和技術(shù)支持工作，具備多年LS-DYNA在不同領(lǐng)域的應(yīng)用經(jīng)驗。
展開 巖土力學(xué)中的塑性流動仿真與分析
實地測試的成本極高，因此仿真就顯得非常實用，甚至必不可少。人們開發(fā)了很多數(shù)值模型來深入研究土壤行為。在這里，我們將向您介紹 COMSOL Multiphysics 中用于研究土壤的運用最為普遍的模型，及對隧道開挖實例進行分析。
巖土工程快速入門
建筑界普遍存在這樣一個趨勢：海上結(jié)構(gòu)物建造的水域越來越深；建筑物之間的距離越來越近；海上風(fēng)力發(fā)電機建造在離海岸很遠(yuǎn)的深海中，這使其可能面臨著極其嚴(yán)苛的負(fù)載條件。因此，近幾十年來，巖土工程師開發(fā)了多種數(shù)值仿真來應(yīng)對這種建筑趨勢以確保建筑的安全性。
“Paris Metro construction 03300288-3″。已獲 Public domain 許可，通過 Wikimedia Commons 共享。
塑性與巖土材料
塑性是指材料能穩(wěn)定地發(fā)生永久變形而不破壞其完整性的能力，金屬、土壤、巖石、混凝土等材料便具有這樣的特性。當(dāng)造成彈性形變的應(yīng)力上升到達(dá)一個特定的應(yīng)力級別——屈服應(yīng)力時，材料開始產(chǎn)生塑性形變。
彈/塑性行為是與路徑相關(guān)的，應(yīng)力取決于材料的之前的變形行為。因此，塑性模型通常與應(yīng)力變化速率直接關(guān)聯(lián)，而非應(yīng)力和塑性應(yīng)變。整個行業(yè)中應(yīng)用最為廣泛、最著名的塑性模型是以 von Mises 屈服面為基礎(chǔ)的，該模型中塑性流動不因壓力的大小而改變。因此，屈服條件及塑性流動只以偏應(yīng)力張量為基礎(chǔ)。
然而，因為分析土壤物質(zhì)時需考慮摩擦和膨脹的影響，所以該模型對此類材料無效。讓我們來看看該如何解決這個問題，并簡單介紹一下 COMSOL Multiphysics? 仿真軟件中不同的土壤塑性模型。
土壤及巖石的塑性
對于土壤和巖石等材料，摩擦和膨脹的影響是不可忽略的。眾所周知，這類材料對壓力非常敏感，當(dāng)施加壓力時會產(chǎn)生不同的拉伸和壓縮行為。
展開 巖石裂隙中的流體流動仿真
本案例基于COMSOL軟件中的PDE模塊，采用雷諾方程對巖石裂隙中的流體流動過程進行了仿真，模擬結(jié)果如下：
感興趣的朋友可加我交流模型。
仿真案例｜葉片泵空化流動模擬實驗
許多方面可以而且必須在仿真的虛擬層次上進行。因此，在模擬、實驗和分析之間遵循一個很好的平衡策略是很重要的。模擬可能是非常耗時的，因此必須注意，投入不要過量。當(dāng)然，數(shù)值實驗通常比實際硬件上的測量要便宜得多。此外，仿真技術(shù)現(xiàn)在變得越來越強大，應(yīng)用范圍也得到了很大的擴展。需要注意的是，只要不可能從這些數(shù)據(jù)（數(shù)值或經(jīng)驗數(shù)據(jù)）導(dǎo)出簡單的模型和視圖，數(shù)值數(shù)據(jù)就可能和經(jīng)驗數(shù)據(jù)一樣無用。
確定靜液壓泵流量極限已被證明是關(guān)鍵一步。在產(chǎn)品設(shè)計過程中，開發(fā)工程師需要一種簡單、快速的計算工具來進行純估算。1D建模是滿足這一需求的最有效方法。1D模型具有有限的變量數(shù)目，并允許進行詳細(xì)的分析。量綱分析可以用來獲得一個問題的規(guī)則參數(shù)。計算流體力學(xué)(CFD)在模型參數(shù)確定或模型改進時起到了很好的支持作用。在這種情況下，流量系數(shù)是一個非常突出的例子。因此，人最終可以得出一個很好的模型，該模型可以用完全開發(fā)的產(chǎn)品的可用實驗數(shù)據(jù)來驗證。在產(chǎn)品設(shè)計的下一個周期中應(yīng)用該模型可能有助于避免以前的缺點。因此，我們嘗試在這個卓有成效的共生體中采用1D模擬和CFD并行的策略。
CFD 模擬策略
在嘗試用CFD進行全3D葉片泵模擬之前，建議從2D可行性研究開始。原因在于FLUENT中的空化模型可能導(dǎo)致求解器的嚴(yán)重收斂問題，這需要長期手動調(diào)整求解器的設(shè)置。根據(jù)我們的經(jīng)驗，這種情況發(fā)生在靜止的3D流中。此外，葉片泵的全面模擬需要FLUENT中提供的幾種模擬技術(shù)的組合。首先，我們有一個非定常流動問題。正如我們在第1節(jié)中所看到的，靜液壓泵的工作方式是顯式變化的幾何形狀。運動部件的運動不是像渦輪機那樣由純粹的旋轉(zhuǎn)組成的。因此，不存在運動參考系，其中運動部件處于靜止?fàn)顟B(tài)。動態(tài)網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用是十分必要的。最后，在所注意的泵速度下，工作介質(zhì)是處于高度可壓縮狀態(tài)的流體。
展開 
民機沖壓空氣系統(tǒng)流動特性仿真研究
地面狀態(tài)下風(fēng)扇處局部壓力分布圖
流量分配仿真計算結(jié)果
不同飛行階段下各換熱器的流量分配結(jié)果如下圖所示。由于空調(diào)系統(tǒng)初級和次級換熱器同處一個流道且截面積相同，同時空氣準(zhǔn)備系統(tǒng)初級換熱器和次級換熱器也同處一個流道且截面積相同，因此空調(diào)系統(tǒng)初級換熱器與次級換熱器通過的流量一致，空氣準(zhǔn)備系統(tǒng)初級換熱器與次級換熱器通過的流量也一致。根據(jù)計算得出的流經(jīng)不同換熱器的沖壓空氣流量，對比各系統(tǒng)換熱器散熱量要求，可以得出目前沖壓空氣流道設(shè)計可以滿足各用戶系統(tǒng)的需求。
不同飛行階段下各換熱器的流量分配結(jié)果
6
研究結(jié)論
1) 采用多孔介質(zhì)模型等效替代了具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的換熱器部件，采用虛擬風(fēng)扇域替代了實際風(fēng)扇的動態(tài)運動特性。
2) 通過三維穩(wěn)態(tài)數(shù)值模型針對沖壓空氣系統(tǒng)實現(xiàn)了全流道氣動特性計算，考慮了機外空氣流動和管道內(nèi)空氣流動的耦合作用。
3) 獲得了空中和地面不同運行狀態(tài)下沖壓空氣流動壓力分布結(jié)果，以及不同飛行階段下各換熱器的流量分配結(jié)果。
展開 波紋管湍流流動FLUENT仿真 ￥299
本算例以周期邊界算法為基礎(chǔ)，驗證波紋管湍流仿真結(jié)果與實驗結(jié)果的對比。
模型主要邊界條件
模型網(wǎng)格
仿真結(jié)果，流線圖
與實驗結(jié)果對比，x方向速度
直播課程 | 快速的三維流動噪聲仿真
01/直播主題&時間
快速的三維流動噪聲仿真
11月13日（星期五） 14:00~15:00
02/您所期待的內(nèi)容
- 氣動噪聲仿真方法及發(fā)展
- MSC氣動噪聲聯(lián)合仿真解決方案
- 如何運用聯(lián)合仿真方法進行風(fēng)機及管路氣動噪聲聯(lián)合仿真
- HVAC管道氣動噪聲聯(lián)合仿真實例演示
精彩預(yù)告
- scFLOW2Actran氣動聲學(xué)包的執(zhí)行機制
- scFLOW2Actran氣動聲學(xué)包流程解析
scFLOW2Actran的設(shè)定界面
scFLOW2Actran的聲學(xué)網(wǎng)格和后處理
以HVAC系統(tǒng)氣動噪聲解析為例，展示如何在scFLOW中實現(xiàn)聲源和聲輻射分析
03/適合誰來參加？
- 具有CFD仿真基礎(chǔ)的高校學(xué)生、企業(yè)和研究機構(gòu)的工程師
- 對航空、汽車聲學(xué)領(lǐng)域知識有濃厚興趣的朋友
04/參與方式
掃描下方二維碼注冊
或點擊注冊：https://mpages.mscsoftware.com/WBNCH-ALL2020-11-13Acoustics3Dsimulation_LP-Registration.html
參會須知
請至少提前1小時注冊，直播參會鏈接將發(fā)往您所填寫的注冊郵箱。
展開 液化天然氣輸送系統(tǒng)超低溫球閥介質(zhì)流動仿真分析
本文對LNG超低溫球閥中的空化現(xiàn)象進行了仿真分析，結(jié)果表明：隨著質(zhì)量流量的增加，LNG在球閥管道中的速度越來越大，產(chǎn)生的壓降也越來越大；LNG超低溫球閥管道內(nèi)部空化發(fā)生的位置主要位于焊接法蘭附近的縮口處，并且進口處的空化要比出口處的空化現(xiàn)象更加嚴(yán)重。
關(guān)鍵詞：超低溫球閥;液化天然氣;空化;管道輸送;
1 概述
2021年，中國進口LNG達(dá)8140萬噸，超過日本成為全球最大的液化天然氣(LNG)進口國，標(biāo)志著自20世紀(jì)70年代初以來，中國首次成為全球最大LNG進口國。在中國成為全球最大LNG進口國的同時，LNG超低溫閥門產(chǎn)品的加工制作也迎來更大的發(fā)展空間[1]。LNG超低溫球閥主要用于天然氣液化工廠、液化天然氣接收站、液化天然氣船舶運輸?shù)认到y(tǒng)裝置中。一個大型LNG項目中使用的低溫閥門數(shù)量能夠達(dá)到上萬臺，其中光是低溫球閥就能夠占到70%左右[2,3]。這些閥門對于LNG輸送系統(tǒng)的安全運行起著決定性的作用，經(jīng)過對大量的LNG設(shè)備事故案例進行分析，可以發(fā)現(xiàn)有多起案例是由于閥門故障或者失效造成了LNG泄漏，進而致使整個系統(tǒng)裝置被迫停機甚至發(fā)生燃燒、爆炸。因此，本文將對應(yīng)用在液化天然氣輸送裝置中的超低溫上裝式球閥(后簡稱“LNG超低溫球閥”)內(nèi)部的介質(zhì)流動進行仿真計算，為LNG超低溫球閥的安全使用提供一定的理論支持。
2 物理模型和數(shù)值模擬方法
2.1 LNG超低溫球閥物理模型
計算所采用的LNG超低溫球閥三維如圖1所示。LNG超低溫球閥主要由支架、閥桿、加長閥蓋、球體、閥體、前后閥座以及連接件、密封件等構(gòu)成。由于LNG的低溫，LNG超低溫球閥以及管道內(nèi)部非常容易產(chǎn)生空化現(xiàn)象。因此本小節(jié)將會圍繞LNG超低溫球閥內(nèi)部的空化現(xiàn)象，來對LNG超低溫球閥進行計算。
展開 COMSOL多孔介質(zhì)自然流動與傳熱現(xiàn)象的仿真研究
通過對模型進行仿真計算，分析多孔介質(zhì)內(nèi)的流速分布及溫度場變化情況。
研究結(jié)果提供了關(guān)于多孔介質(zhì)內(nèi)部復(fù)雜對流與傳熱機制的深刻見解。
CFD專欄丨空調(diào)管路流動噪聲LBM仿真
A.管路流動噪聲的實驗對標(biāo)
實驗對象是簡單的L形風(fēng)道，矩形截面 。設(shè)置有閥門和無閥門兩種構(gòu)型，實驗段入口風(fēng)速為勻速7.5m/s，風(fēng)道內(nèi)是充分發(fā)展的湍流。實驗段上游采用變速風(fēng)扇驅(qū)動氣流，通過串聯(lián)消聲器降低風(fēng)扇噪聲。待測L形風(fēng)道放置在消聲室內(nèi)。在風(fēng)道內(nèi) 7 個位置用 1/4 英寸傳感器測量非定常壁面壓力波動。使用 PIV 裝置測量風(fēng)道內(nèi)時均流場結(jié)構(gòu)。
實驗裝置原理圖
實驗段L形肘管尺寸
PIV實驗
ultraFluidX仿真模型的時間步長Δt=8.4x10-7s，計算物理時間1.1秒，湍流模型為Smagrinsky LES。
LBM格子加密方式：管路和閥門內(nèi)壁體貼加密8層0.5mm的格子，管路出口為1mm, 2mm，4mm……2^n格子尺寸過渡。
LBM模型的格子加密
LBM模型的格子加密
瞬態(tài)流場動畫顯示，由于流動慣性，在90°彎頭內(nèi)側(cè)發(fā)生流動分離，閥門下游的低速區(qū)存在較為紊亂的流動，以及管路出口的高速噴流，這些高度非定常的流動區(qū)域是噪聲的主要來源。
ultraFluidX仿真結(jié)果
管路瞬態(tài)流速（有閥門）
在HyperMesh CFD中將時域風(fēng)壓數(shù)據(jù)進行信號處理，可以看出管路出口的湍流風(fēng)壓，幅值大，以對流速度傳播，通常被稱作偽噪聲（Pseudo Noise）。以及向遠(yuǎn)場傳播的聲學(xué)壓，幅值小，以聲速傳播，并被遠(yuǎn)場麥克風(fēng)記錄。通過FFT處理，用戶可以將特定頻段的信號過濾，更直觀的分析噪聲的產(chǎn)生和傳播。
展開 工業(yè)蛇管流動換熱仿真分析APP
工業(yè)蛇管流動換熱仿真APP封裝了換熱運行參數(shù)、蛇管形位參數(shù)、材料物性、網(wǎng)格控制與計算控制參數(shù)，可快速計算蛇管尺寸、蛇管形狀、布局位置、管材特性、介質(zhì)特性及運行工況等改變的情況下對工業(yè)容器蛇管散熱設(shè)備溫度及冷卻通道流場的影響。工業(yè)蛇管流動換熱仿真分析APP可查看流場溫度、流場速度及管壁溫度分布等工程中所需的計算結(jié)果。
近年來，隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，工業(yè)容器蛇管散熱設(shè)備的應(yīng)用也越來越廣泛，但是如何設(shè)計一個高效的蛇管散熱設(shè)備卻是一個十分復(fù)雜的問題。為了解決這個問題，工業(yè)蛇管流動換熱仿真分析APP應(yīng)運而生。
工業(yè)蛇管流動換熱仿真分析APP封裝了換熱運行參數(shù)、蛇管形位參數(shù)、材料物性、網(wǎng)格控制與計算控制參數(shù)，可以快速計算蛇管尺寸、蛇管形狀、布局位置、管材特性、介質(zhì)特性及運行工況等改變的情況下對工業(yè)容器蛇管散熱設(shè)備溫度及冷卻通道流場的影響。同時，該APP還可以查看流場溫度、流場速度及管壁溫度分布等工程中所需的計算結(jié)果。
通過使用工業(yè)蛇管流動換熱仿真分析APP，可以快速地得到蛇管尺寸、蛇管形狀、布局位置、管材特性、介質(zhì)特性及運行工況等改變的情況下對工業(yè)容器蛇管散熱設(shè)備溫度及冷卻通道流場的影響。這不僅可以提高蛇管散熱設(shè)備的效率，還可以節(jié)省設(shè)計時間和成本。
需要注意的是，工業(yè)蛇管流動換熱仿真分析APP只是一個輔助工具，設(shè)計師們需要根據(jù)具體情況進行修改和優(yōu)化。同時，在使用APP的時候，也需要注意對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和合理性進行評估，以免出現(xiàn)錯誤的設(shè)計方案。
總之，工業(yè)蛇管流動換熱仿真分析APP的出現(xiàn)，為工業(yè)容器蛇管散熱設(shè)備的設(shè)計提供了更加科學(xué)、高效、可靠的解決方案，也為工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展注入了新的動力。
展開 
Moldex3D仿真分析之灌封過程中的流動應(yīng)力
圖一 電子馬達(dá)中的氣泡 圖二 印刷電路板(PCB)底下的氣泡
圖三 殘留應(yīng)力
Moldex3D電子灌封
Moldex3D灌封模擬技術(shù)可以模擬灌封過程中的流動應(yīng)力，有效預(yù)測氣泡位置和大小。此外，灌封模擬可以全面分析在相變中的溫度變化、化學(xué)反應(yīng)、后熟化和收縮。
確認(rèn)制程并調(diào)整加工條件設(shè)定
? 提供流體、溫度、相場和熟化程度的模擬
? 考慮表面張力、毛細(xì)力和重力的影響
? 優(yōu)化點膠頭及灌膠路徑設(shè)計
? 預(yù)測潛在缺陷,例如氣泡包封
后熟化翹曲模擬
? 藉由數(shù)值模擬觀察相變化
? 考慮應(yīng)力釋放和化學(xué)收縮帶來的影響
? 透過溫度、熟化率和壓力分布預(yù)測后熟化過程中的變形
利用Moldex3D數(shù)值模擬提升產(chǎn)業(yè)精密性
數(shù)值模擬可以在成型過程中的每個階段提供完整的信息，從流動過程中的流動狀態(tài)到相變和溫度引起的收縮和翹曲變形。這些完善的數(shù)據(jù)都能協(xié)助廠商提升產(chǎn)能、精準(zhǔn)地控制產(chǎn)品質(zhì)量并有效地加速產(chǎn)品開發(fā)進程。
展開 卷狀結(jié)構(gòu)蒸發(fā)過程中的鹽水流動分布仿真 ￥800
本案例基于一卷狀結(jié)構(gòu)，結(jié)合COMSOL軟件多物理場耦合相關(guān)模塊，數(shù)值仿真得到受到外部光照射溫度影響下鹽水的溫度場、速度場及濃度分布，仿真結(jié)果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎合作交流！
如何在熱交換器中同時使用流動仿真和熱分析
溫度為 573K
步驟9：
在外殼外部，創(chuàng)建一個邊界條件 “ambient pressure”
步驟10：
在管道入口處，創(chuàng)建一個邊界條件，“輸入速度”為 1m/s，溫度為 278K
步驟11：
在管道出口處，設(shè)置邊界條件“出水速度”1m/s
步驟12：
開始計算
步驟13：
計算后添加結(jié)果“流動軌跡” – 流動溫度，類型 – 管材，內(nèi)管面（進管、出管），點數(shù) - 100
步驟14：
添加結(jié)果 “流動軌跡” – 流動溫度，類型 – 管材，內(nèi)管面（進、出），點數(shù) – 20
步驟15：
你得到結(jié)果！！
溫度上升約 30 度。
我不知道您的熱交換器的參數(shù)，因此結(jié)果是近似的。這只是一個例子，基于它，您可以進行類似的計算。
本教程是否有用？
展開 伏圖流體力學(xué)分析功能介紹及三維管道流動仿真APP開發(fā)
流體的流動和傳熱現(xiàn)象廣泛存在于自然界和工業(yè)應(yīng)用中，如能源、航空航天、生物醫(yī)學(xué)、船舶與海洋工程、汽車工程、化工過程、環(huán)境工程、生物醫(yī)學(xué)工程等。隨著技術(shù)的發(fā)展，流體力學(xué)仿真在這些行業(yè)的多個領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用實踐。借助流體力學(xué)仿真分析，研究人員和工程師可以優(yōu)化設(shè)計、預(yù)測系統(tǒng)性能、降低成本和風(fēng)險，推動相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進步和創(chuàng)新。</p><p><br></p><p><strong>二、伏圖流體力學(xué)分析功能介紹</strong></p><p><br></p><p>云道智造通用多物理場仿真PaaS平臺伏圖（Simdroid）具備完備的流體力學(xué)分析功能，支持多物理場耦合仿真，為仿真工作者提供前處理、求解分析和后處理工具。</p><p><br></p><p><strong>功能特點</strong></p><p><br></p><p>1、支持任意多面體網(wǎng)格</p><p><br></p><p class="ql-align-justify">軟件支持剖分貼體笛卡爾網(wǎng)格、四面體網(wǎng)格，也可以導(dǎo)入任意多面體網(wǎng)格。
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