風機瞬態流動分析的案例
五十二、Fluent瞬態可壓縮流動
可壓縮流動概念</strong></p><p><br></p><p>對于部分易于壓縮的流體，如果計算域內各處壓力變化很大則密度變化也很大。如Ma大于0.3，則密度變化不可忽略，屬可壓縮流動。</p><p><br></p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/8tJMdLVYZyicPH1DZ9AZuoFRAXjM5QicllYYB1LGxLRsmlVsOEBfSjtFdaGMzN7ic648ibUGicar0SNNCnH5AoX17gQ/640?wx_fmt=jpeg" width="100%"></p><p><br></p><p>可壓縮流動按馬赫數大小可分為亞聲速流動（Ma=0.3～0.8左右）、跨聲速流動（Ma=0.8～1.2左右）、超聲速流動(Ma=1.2～5.0左右)和高超聲速流動（Ma>5.0）。</p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/8tJMdLVYZyicPH1DZ9AZuoFRAXjM5Qicllx4J1QWfpxdP3ESAO4M9QNKDicmPIOJeAYHhshtocv4zKs51KhBWthDw/640?wx_fmt=jpeg" width="100%"></p><p>一般Ma大于0.3就認為流體屬于可壓縮流動，Ma小于0.3屬于不可壓縮流動。</p><p><br></p><p><strong>2. 模型描述</strong></p><p><br></p><p>模型為二維planar的噴嘴，噴嘴輪廓為正弦形狀，噴嘴入口高度0.2m，壓力為0.9atm；噴嘴出口壓力0.7369atm。
展開 移動壁面附近的瞬態流動
參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
算例說明
本案例模擬了移動壁面附近流體的瞬態流動問題。流體為高粘性，在初始時流速為0，壁面以恒定的速度移動。
計算域：0.75 m X 0.3 m
物質屬性：物質密度為1000 kg/m3，粘度為1 kg/m-s
邊界條件：壁面移動速度為0.01 m/s，入口壓力為0N/m2，出口壓力為0N/m2
網格劃分
采用四邊形網格，網格數量為4500
計算設置
本次計算為瞬態不可壓縮流動。
物質屬性
計算物質設置密度等參數
湍流模型
選擇為層流
邊界條件
（1）入口為壓力邊界條件
（2）出口為壓力出口邊界條件
（3）下壁面移動速度
求解控制
（1）求解方法
（2）松弛因子
（3）時間步長設置
計算結果
計算域云圖展示
（1）壓力云圖
（2）速度云圖
計算值與實驗值對比
出口處相似參數值對比
相似參數表示為：
其中ν為動力粘度。
參考文獻
H. Schlichting, K. Gersten, Boundary Layer Theory, 8th Edition, pp. 126-127, 2000
展開 使用 ANSYS CFX 對離心泵內的流動進行瞬態仿真 ￥10
使用 ANSYS CFX 對離心泵內的流動進行瞬態仿真。湍流模型采用 SST。同時包含 CFX 定義文件。
基于ANSYS的風機復合材料葉片建模分析模態分析 ￥20
基于ANSYS的風機復合材料葉片建模分析模態分析
首先需要葉片的截面輪廓
本文原始數據將風機葉片三維模型獲取了90多個截面輪廓，最后根據實際需要，利用C#軟件編程，獲取了其中32個風機復合材料葉片輪廓點。然后再利用ansys的spline功能連線，spline連點有上線，葉片中間還有加復合材料的加強筋，所以建模時需要考慮清楚連點的個數。
再利用askin功能，兩條線之間連成面。
再由線形成面。
利用shell281單元，設置保存每層的值。
新建復合材料屬性，各向異性。
自由網格劃分，約束，求解前十階模態，
第1階模態振動
展開 
旋轉機械 流場分析｜基于STARCCM+的多翼離心風機流場分析
04
流場分析
下面對設計工況下的風機內部流場進行分析。截取葉輪中間位置的 XY 截面與XZ 截面，網格如圖8所示。在XZ截面上建立速度矢量Vxz的流線分布，如圖10所示。從圖中可見流量大部分靠近蝸殼出口側流動，并且在蝸殼中形成了非常明顯的上下兩個二次渦流，這是蝸殼中主要損失之一。其主要的成因是軸向上流動分布不均，造成上下壓力不平衡而形成的二次流動。在XZ截面上建立徑向速度的矢量分布圖，如圖11所示。徑向速度間接代表了葉輪進出口的流量分布。從圖中可以更加明顯的看到流量在軸向上分布非常不均勻，其主要原因是空氣從外界進入葉輪前由于多翼離心風機軸面流道的特點，無法使軸向進氣能很好的均勻的導出徑向出氣，所以無法避免的造成了軸向速度分布不均勻。從優化的角度需要對軸面流道和進氣裝置的導流特性進行優化。
圖8 XZ、XY截面示意圖
圖9 XY截面葉輪示意圖
在XY截面上，建立面上葉輪內部Vxy矢量的相對速度流線分布圖，如圖12所示。圖中可見葉輪間都或多或少的存在葉間渦，其中約有 2/5 的流道中渦占據一半位置以上，在流量集中區域渦相對較小，但仍然存在。因此葉間渦的作用對多翼離心風機中的影響不可忽視。
展開 samcef 風機分析（windturbine）
SAMCEF Wind Turbines是LMS專門針對風機的仿真模擬提供的軟件工具。功能包括風輪、主軸、軸承、齒輪箱、機艙罩、發電機和風塔等部件的組合建模，系統的固有頻率和動力載荷評估，與動力響應直接相關的疲勞壽命預估，以及各個部件的局部應力分析。
在風機設計流程中，SAMCEF Wind Turbines既可用于計算精度要求較低的初步設計、設計驗證以及風機認證階段，也可用于精度要求很高的高級設計、原型樣機的相關性對比分析及故障診斷。
精確性：SAMCEF Wind Turbines采用全耦合一體化分析方法得到最精確的動態響應和動態載荷。要掌握風機真實的動態行為，就必須充分考慮氣動彈性、機械系統及控制系統的各種耦合效應。SAMCEF Wind Turbines采用基于非線性有限元理論模擬柔性多體動力學系統和基于動量-葉素理論來表征空氣動力學、并與控制系統相聯的全耦合、一體化方法，來構建包含部件柔性、非線性及部件之間(包含機電系統之間)相互作用的高精度整機模型，從而充分考慮部件柔性、非線性及部件之間、機電系統之間的耦合作用。依靠全耦合一體化的高精度整機模型，可以幫助風機廠商得到更加精確的動態載荷和結構響應，進而優化風機結構和控制系統設計，提高風機設計可靠性。
我這里有samcef在風機仿真分析方面的資料以及模型，大家可以參考學習一下，下載地址：
http://yun.baidu.com/pcloud/album/info?query_uk=1882165809&album_id=5971690144573937933
展開 風機行架模態分析計算
鼓風機等旋轉機械在工作過程中會產生各種振動問題，固定風機行架的模態特性是結構設計的一項重要工作。要得到模型的固有頻率和振型等參數，為后面的諧響應計算等動力學計算準備好條件。
1、導入模型，simsolid軟件的隨機配色功能很好用。
2、材料設置
3、連接關系設置
4、邊界條件，底部固定約束設置
5、模態計算結果，前20階模態頻率和振型
6、各階模態參與系數，有效參與質量
為了得到精確地有限元計算結果，通常風機行架的模型需要對網格精細化處理，大型模型進行網格無關解分析會需要很多計算資源和時間；simsolid軟件在主流的有限元計算方法之外，為仿真工程師提供了一種便捷方法，可以減少對網格處理的工作時間，提高了仿真效率。期待simsolid的計算結果可以和目前主流基于網格的有限元計算結果相媲美，為仿真領域的進步提供有力的技術支持，謝謝。
展開 Moldex3D模流分析之流動分析Flow
流動分析 Flow
Moldex3D Flow(流動分析)可仿真實體熔膠在流動過程中巨觀及微觀的特性，如噴泉流、慣性效應、重力效應等。Moldex3D Flow的強大性能可幫助用戶了解并可視化熔膠流動過程，精確定位縫合線位置，并檢測短射、包封等潛在缺陷，進而評估優化產品、模具設計與制程條件。
功能
? 預測3D噴泉流現象，慣性現象，剪切生熱效應等等
? 預測縫合線/包封位置，除去或最小化此流動問題
? 預測射出壓力及評估鎖模力之需求
? 評估流道配置設計及類型，以達成流道平衡
? 優化澆口位置與大小，避免產生縫合線并達到充填平衡
? 優化充填階段的加工條件，如射出時間、熔膠溫度、螺桿速度數據…等等
? 支持模擬多穴模具(Multi-mold)或成套制品模具(Family-mold)的充填過程
? 支持模擬多材質射出成型(Multi-component Molding)，包含嵌入射出(Insert Molding)及多射依序射出成型(Multi-shot Sequential Molding)等。
展開 某軌道交通空調風機總成的分析與研究
摘 要：針對某軌道交通的空調風機總成，利用前處理軟件HyperMesh對整個風機總成進行網格劃分，之后利用HyperWorks仿真平臺的有限元求解器OptiStruct對該風機總成進行分析。分析結果表明，在離心力和沖擊載荷作用下，風機總成的各個部件都沒有超過材料屈服強度，滿足設計要求。
關鍵詞：HyperMesh;空調風機;OptiStruct;強度;
0 引言
軌道交通是城市交通系統的主要組成部分，不但承載輸送乘客的職能，而且要在高低溫環境下保證客艙內的舒適性，因此空調系統發揮著重大作用。地鐵空調系統主要由空調機組、風道、送風格柵及控制裝置等組成。其中空調機組不但要調節空氣的溫度和濕度，提供舒適環境，而且要保證高可靠性。而空調機組內風機的可靠性直接影響了整個空調機組的正常運行。因為在空調運行過程中，空調風機長期處于運行狀態，加上其轉速高，車輛運行過程中還有慣性加速度的沖擊，因此在整個軌道交通空調系統中，空調風機屬于易發生故障的總成，因此有必要在設計時對其進行結構強度方面的分析研究和驗證[1]。
本文利用HyperMesh建立某軌道交通空調風機總成的有限元模型，利用HyperWorks仿真平臺有限元求解器OptiStruct對風機總成在設計工況下進行強度分析，根據分析結果，判定設計方案的可靠性和合理性。
1 空調風機總成的有限元模型建立
1.1 三維模型建立
利用三維設計軟件SolidWorks進行某軌道交通空調風機三維總成的幾何實體建模，如圖1所示。HyperMesh可以提供各種主流三維模型的導入接口，由于是裝配件總成，為了防止模型幾何數據的丟失，將模型按照國際標準化組織(ISO)所屬技術委員會制訂的國際統一CAD數據交換標準導出為.STEP格式。
展開 大型軸流風機振動分析及處理
如風機殼體與左右風道殼體連接螺栓出現局部松動時，殼體振幅可以放大1倍多，而殼體松動產生共振時，甚至可以出現1個數量級的振動差別，部分大容量機組的軸流風機下支撐采用彈簧基礎，長時間運行后，出現基礎沉降不均，也會導致支撐動剛度明顯不足，產生明顯振動。
風機連接松動引起支撐動剛度弱產生的振動，一般采用現場緊固排除。此類振動以工頻為主，隨負荷變化有一定波動，松動接觸面差異振動明顯，一般應首先緊固各連接面螺栓，有滑動支腿的則緊固、墊實支腿，然后測試各接觸面振動的差異，并對比其緊固前后的振動情況，以排查是否存在連接松動問題。
3. 局部共振
由于軸流風機的結構特點，其在轉速頻率及葉片通過頻率附近的固有頻率較大，很容易產生局部共振。如風機各支腿、上下殼體、支撐板、葉片等均有1到幾個固有頻率，有些葉片通過頻率與風機常見的故障頻率非常接近，很容易引起局部共振。
對于此類振動問題，現場很難大幅改變各結構固有頻率，一般是在緊固各連接面，排除因連接松動導致的共振后，通過減小激振力來降低振動水平。如采用動平衡降低工頻激振力，或對葉片開度一致性、葉片不均勻磨損情況等進行檢查處理，減小葉片通過頻率的激振力。
四、振動故障處理建議
在處理大容量軸流風機異常振動時，除常規的故障頻率分析外，還應分析振動的變化特點，如振動隨時間、負荷、開度、環境溫度等的變化情況，升降速、剛定速及帶負荷下的振動情況，現場連接部件差異振動、松緊螺栓振動的測試情況。
2次動平衡振動規律差異較大時，應去掉前期所加平衡塊，測試2次啟機后振動的重合性，找出其本身振動變化的原因。
展開 近岸風機基礎的疲勞分析設計
這本書主要結合國外的兩個已建風電項目（Blyth和OWEZ），通過對比時域、頻域方法，考慮在設計中氣動阻尼、侵蝕等的影響，對風機基礎結構進行疲勞分析。希望能有更多的人能參與到海上風電這些項目中，這本書能給大家一些借鑒和參考
近岸風機基礎的疲勞分析設計2.rar
近岸風機基礎的疲勞分析設計1.rar
海洋風機基礎設計分析平臺
海上風機平臺作為一種能源勘探平臺，在實際建造之前需要模擬整個平臺的各種力學性能，包括靜力學分析、動力學分析、疲勞分析等。分析過程有助于模擬平臺在各種工況條件下的結構性能，并輔助設計的改進和驗證。
主要技術挑戰：
l 平臺類型較多，實際模型較為復雜；
l 邊界條件復雜，包括風載荷、波浪載荷、風機載荷等；
l 海底情況復雜，需要考慮地質因素；
解決方案：
l 用pipe單元模型模擬實際管道，簡化建模難度；
l 對各種類型的載荷進行分類梳理，視工況條件施加；
l 提供海況參數和地質參數模擬實際海洋環境；
l 為整套流程提供可視化界面，包括前處理、邊界條件施加、求解和后處理；
結論：
l 通過計算模板的形式整合整個計算流程，分析覆蓋靜力學、動力學、疲勞等；
l 平臺類型包括單樁、水下多樁、水上三樁、高樁承臺和導管架。
應用價值：
l 海上風機設計平臺模板為該種類型的平臺設計提供了仿真分析的整體流程，可視化界面操作方便，可直接生成分析報告，使專業的仿真分析更好地和設計相結合，服務于設計。
展開 Samcef有限元分析在風機上的應用
SWT內部資料：
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LMS公司及主要產品簡介
1.多學科三維建模與仿真平臺virtual.lab
2.Imagine.Lab.AMESim 多領域系統仿真平臺
3.柔性動力學和專業化CAE仿真
Samtech
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風能行業面臨的挑戰及SWT創新解決方案
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SWT軟件介紹
1.SWT典型應用案例
2.SWT全球典型用戶
3.SWT給客戶帶來的價值總結
4.LMS在風能行業的其它解決方案
歡迎加入samcef技術討論群 256295986
行業面臨的挑戰及SWT創新解決方
助力風機設計之利器.rar
Abaqus風機模態分析仿真案例講解
Abaqus風機模態分析仿真案例講解
Moldex3D模流分析之SYNC for SOLIDWORKS的流動分析
流動 (Flow)
射出成型的充填流動分析主要為模擬塑料熔膠被壓力推進到模穴的過程。壓力迫使熔膠流動并填充模腔。通常，壓力最高之處是在注入口；隨著距離澆口越遠，壓力隨之減小。同時，最低的壓力出現在向前移動的熔膠流動波前。壓力差是推動熔融的熱塑性塑料的主要動力。一般情況下，填充過程傾向于以最小的阻力流向空腔區域。在空腔區域熔融塑料以較快速度前進表示該區域對流動的阻力較小；同樣地，若流動波前緩慢的前進，則等值線將比較密集，代表該區域有較大的阻力。前述情況可見于下圖：
聚合物材料通過不同厚度區域的流動行為
不同情況下射出成型的澆口現象
為了要捕捉這樣的行為，模擬是了解這些行為最適當的方式。 流動分析能夠解決與填充相關的問題，如短射 (不完全填充)、縫合線、包封、流動問題、表面燒焦劣化，流道/流動平衡，及澆口設計等問題；因此，本模塊可以在概念或產品設計時間使用。此外，塑件或模具設計師可以用計算機仿真測試可能的設計而縮短交付設計所需的時間。充填分析也可用于評估材料的加工性能 (Processing properties) 和作為材料選擇的參考。成型條件和網格敏感度也可以透過流動分析進行評估。
1. 流動功能導覽 (Flow Function Overview)
[終止流動計算條件選項] (Criterion for stopping calculation) 可用 [充填百分比] (Fill percentage) 或 [不填充元素個數] (Unfilled element count) 定義。如果選取 [充填百分比] (Fill percentage)，停止計算的預設條件值 為 99.95%， 表示 99.95% 的整個模穴體積已填滿。
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