機械設計 流體仿真的案例
使用工程流體動力學（EFD）軟件加快機械設計
嵌入至CAD中的CFD軟件可以使一些中小型公司像OEM一樣進行流動和熱仿真
最近一份獨立的研究報告表明：業內頂尖企業使用流動仿真的數量是其競爭對手的兩倍。但是直到目前為止，由于計算流體動力學軟件高昂的價格和復雜的操作性，只有一些研究機構、學術組織和OEM能很好的使用。令人感到高興的是，一款來自Flomerics公司稱之為工程流體動力學（EFD）的軟件，使每一位工程師都能輕松使用CFD軟件。應用的方面包括為激光光學構建良好的保護罩、控制閥門內流動和提高大型熱交換器內的熱力學效率。Flomerics將其命名為EFD，從而與傳統的CFD軟件進行區分。
首先， EFD軟件嵌入至主流機械設計軟件中的這一特點非常值得關注。而傳統的CFD軟件只能用于具體的分析。在這些軟件中，幾何模型可能只有80％能進行轉化，其它的需要手動進行簡化。一些設計工程師可能需要在模型轉換進CFD軟件中浪費幾天的時間，當然前提還是建立在能成功轉換的基礎之上。EFD不僅僅能進行仿真，同時也可以進行模型設計的改變。
EFD軟件有若干個版本，不同版本適用于不同的主流CAD軟件。使用相應的軟件工具包可以將EFD嵌入至對應的CAD軟件中。EFD軟件可以使工程師直接采用原始的CAD模型，不需要進行任何的轉換和復制。此外，后處理的結果也可以直接顯示在CAD模型之上。
在這個案例中， EFD.Pro被完全嵌入至Pro/ENGINEER Wildfire中。因此CFD軟件具有Pro/E相同的操作界面和模型樹。所有的設計變更可以直接在CAD軟件中進行。對于諸如材料特性和邊界條件等流動仿真所必須的相關數據被關聯到相應的實體模型。流動條件被直接定義到固體模型，并且以類似于模型樹進行管理。
為了擴大應用范圍， Flomerics也為其它CAD軟件提供EFD。
展開 線下培訓 | Cradle CFD通用流體仿真及旋轉機械案例分析 & 人工智能仿真工具ODYSSEE培訓
培訓日程：
培訓時間：9月18-19日
培訓地點：上海市松江區云振路410號創智中心4號樓3樓8號會議室
面向人群：工程技術、研究機構和高校等初次接觸Cradle CFD軟件且對CFD仿真應用有興趣的人員。
培訓目標：
?了解CFD仿真流程及規范：計算域的建立原則、分析條件設置、網格劃分原則、模型簡化原則等CFD解析中常見的規范性問題；
?能采用SCFLOW完成通用流體CFD分析，如模型建立、前處理、計算過程、后處理，并完成部分旋轉機械典型的實例操作。
培訓費用：培訓免費，上機培訓參加請自帶電腦
培訓咨詢：蔣老師 13279224546
培訓報名：
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本次培訓重點介紹ODYSSEE的功能及應用案例，涉及ODYSSEE的實際使用和操作，讓工程師可以針對實際工作中面臨的工程問題，使用ODYSSEE來進行快速預測和設計優化。參加培訓人員可根據具體工程問題和相關數據在培訓現場進行機器學習模型的搭建和訓練。（數據格式要求請提前咨詢培訓講師）
培訓日程：
培訓時間：9月25-26日
培訓地點：北京市朝陽區天澤路16號潤世中心2號樓B座12層
面向人群：各學科仿真應用工程師、設計優化工程師、可靠性分析工程師，以及希望利用機器學習/人工智能提高工作效率的工程師。
培訓費用：培訓免費，上機培訓參加請自帶電腦
培訓咨詢：常博士 13811489340
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展開 設計仿真 | MSC Nastran助力AEH公司光學系統的機械設計
01
背 景
光學系統中常見的機械故障是支撐結構的剛度不足。剛度對于保持光學元件的對中和實現足夠的光學性能至關重要。機械工程師有責任在機械設計中提供足夠的剛度。
光學工程師喜歡將機械工程師的結構設計導入到他們的光學設計程序中來對其進行評估。這個過程包括將機械工程師的CAD模型導入到結構分析有限元程序中，然后再將有限元分析結果導入到光學設計程序中。為了方便這個操作，光學工程師開發了解析器和插值器，這使得光學工程師可以觀察到機械設計對光學圖像的影響。光學程序通常是針對光學幾何的大位移非線性求解器。
對于機械工程師來說，這個過程有兩個缺點。首先，它需要一個比較完整的系統CAD模型，而這個模型只有在機械設計的后期才能給出。因此，機械設計的缺陷只能在機械設計過程的后期才被發現。其次，通過解析器和插值器從光學效應追蹤到可能導致光學問題的機械設計特征是有問題的。因此，難以對機械設計制定合理、有效的變更。
光學工程師認為需要使用他們的大位移非線性程序來分析機械變形引起的擾動。然而，對于1米尺寸大小的結構，光學元件允許的變形通常很小，在微米量級。對于這種大小的擾動，可以表明工程精度不需要非線性求解器。
展開 代做ansys 流體、傳熱、機械仿真 ,3D打印模型修復
Fluent 動網格，建模，流體仿真 CFD模擬,3D打印模型修復，爛邊爛面處理，stl轉step實體文件等各類仿真模擬，有需要請加QQ154976138
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機械設計根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算并將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程。
機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產的第一步，是決定機械性能的最主要的因素。
設計仿真 | MSC Nastran助力AEH公司光學系統的機械設計
01
背 景
光學系統中常見的機械故障是支撐結構的剛度不足。剛度對于保持光學元件的對中和實現足夠的光學性能至關重要。機械工程師有責任在機械設計中提供足夠的剛度。
光學工程師喜歡將機械工程師的結構設計導入到他們的光學設計程序中來對其進行評估。這個過程包括將機械工程師的CAD模型導入到結構分析有限元程序中，然后再將有限元分析結果導入到光學設計程序中。為了方便這個操作，光學工程師開發了解析器和插值器，這使得光學工程師可以觀察到機械設計對光學圖像的影響。光學程序通常是針對光學幾何的大位移非線性求解器。
對于機械工程師來說，這個過程有兩個缺點。首先，它需要一個比較完整的系統CAD模型，而這個模型只有在機械設計的后期才能給出。因此，機械設計的缺陷只能在機械設計過程的后期才被發現。其次，通過解析器和插值器從光學效應追蹤到可能導致光學問題的機械設計特征是有問題的。因此，難以對機械設計制定合理、有效的變更。
光學工程師認為需要使用他們的大位移非線性程序來分析機械變形引起的擾動。然而，對于1米尺寸大小的結構，光學元件允許的變形通常很小，在微米量級。對于這種大小的擾動，可以表明工程精度不需要非線性求解器。事實上，可以認為光學函數比固體力學函數更具線性，而有限元方法本身也是固體力學函數的線性簡化。
02
挑 戰
機械工程師在光學系統設計中的工作是檢查機械設計空間，尋找潛在的光學問題。為此，機械工程師需要工具將設計的力學行為與系統的光學行為聯系起來。這些工具需要適用于早期簡化的設計概念模型以及最終確定的詳細CAD模型，需要與光學工程師和機械工程師在項目后期可能進行的任何分析保持一致。
展開 仿真推動設計，海克斯康裝備及通用機械仿真技術研討會成功舉辦
構建數字化轉型新格局，以仿真技術助力產業發展。9月25日，由海克斯康舉辦的裝備及通用機械仿真技術研討會在海克斯康上海松江雙智賦能中心順利召開。會議邀請了四十多位來自產業上下游的客戶及專家，圍繞先進仿真技術在裝備制造業產品開發中的數字化轉型創新，展開了相關的主題報告。
仿真推動設計
助力裝備制造行業高質量發展
海克斯康工業軟件事業群設計與工程華東區總監何佩月談到，希望通過本次交流會和研討會的深入交流，為中國的裝備制造等通用機械行業企業帶來一定的幫助和啟發，促進產業發展，催生行業新產品的落地，提高設計質量，切實降低企業客戶產品開發難度與成本。建立以工業軟件為基礎的產品數智化開發體系，是新時代市場提出的新方向也是新挑戰。海克斯康有信心以強大的技術實力賦能行業客戶數字化轉型升級。
AI+機器學習
助力多學科實時仿真預測
海克斯康十分關注AI應用在產品設計研發中，推出了ODYSSEE智能實時仿真平臺，利用機器學習+人工智能的方式，大大節省仿真時間，降低開發成本。通過AI智能仿真的應用，幫助企業解鎖新的業務可能性，提升相關業務的市場競爭力。海克斯康也將持續投入到AI相關工業軟件的研發，帶來多學科仿真的革新浪潮。
最后，各位來賓參觀了海克斯康上海松江雙智賦能中心展廳，在數字化的大浪潮下，海克斯康以多維度、多視角、軟硬結合的海量技術方案，全面持續賦能千行百業。
展開 攪拌混合CFD流體仿真優化設計
攪拌混合設備是工業生產中不可或缺的一大類工藝設備，有相對成熟的理論和設計，攪拌槳葉類型層出不窮，針對不同工藝需求又需要不同的類型規格尺寸，這樣對仿真提出了比較特殊的要求，就是建模需要參數化并可以迅速調整。
常見的通用CFD軟件提供了不同的快捷方案，比如Ansys Fluent提供了攪拌模板是從最早的mixsim演化而來，STAR-CCM+提供了mixing workflow, Comsol提供了mixer app，這三種方式都內置了一些經典樣式的攪拌槳葉和容器組合，可以快速設置進行簡單的仿真分析。
實際工作過程中，攪拌槳葉類型變化比較多，需要仿真模擬的往往是經典樣式的變形或改進或新類型，需要單獨建模，在過程中需要調整規格尺寸進行方案仿真比對。
針對參數化建模Ansys 有designmodeler, STAR-CCM+ 有3D-CAD Models, 更推薦使用STAR-CCM+,可以輕松的導出參數化模型為Java文件，使用宏運行Java文件快速復用三維模型，可以配合全局參數，在設計探索功能中進行參數化掃描進行設計優化。
展開 設計仿真 | Marc流體壓力密封滲透功能
本文介紹了一種新的流體壓力滲透分析方法。該功能捕捉了流體被壓入橡膠密封圈和殼體間滲透效果，從而無需直接對流體進行建模。
該Marc仿真功能基于接觸壓力，并考慮了接觸面滲入流體的影響。流體壓力可以逐漸滲透到接觸表面下方，以模擬流體在壓力增加時的效果。
以下示例用于說明該過程。
如圖2所示的D形密封圈首先在安裝階段被壓縮，然后施加流體壓力。壓力載荷施加在密封圈的整個邊界上，該邊界表示最終可以施加壓力的區域。在此過程中，壓力在滲透之前不會激活。這意味著它暴露在流體中。定義了一個初始滲透點，以指定流體壓力最初活躍的位置。從起點開始，通過沿邊界注壓直到接觸區域或負載末端來找到濕區。當負載在負載箱中激活時，就會發生這種壓力顯示。然后，隨著負載的增加，當接觸應力低于用戶定義的閾值時，滲透區將在接觸區下方生長。
這里有兩個效果。首先，隨著壓力載荷的增加，密封圈會膨脹并增加接觸壓力。其次，壓力載荷在接觸下滲入，降低了接觸壓力。如果第二種效應更大，密封圈就會泄漏。此過程可以用Marc2024.2版本進行實現。
壓力滲透的仿真探測過程：
a) 施加預載荷，壓縮橡膠密封圈；
b) 在初始浸濕表面上施加載荷，暴露于油壓時壓力激活；
c) 在部分滲透區域壓力下降；
d) 增加壓力；
e) 如果接觸壓力小于閾值；
f) 擴大滲透面 繼續迭代，直到滲透表面壓力達到最大面積，無法再繼續滲透。
圖3比較了兩種情況，其中唯一區別密封圈和端蓋接觸面寬度差異性，及密封壓縮量差異。接觸面寬度越大，密封圈端面和端蓋之間的間隙越小，密封效果越好。在第一幅圖中，密封圈中的壓力足夠高，可以防止泄漏，但在第二幅圖中間隙太大。
展開 設計仿真 | Marc流體壓力密封滲透功能
本文介紹了一種新的流體壓力滲透分析方法。該功能捕捉了流體被壓入橡膠密封圈和殼體間滲透效果，從而無需直接對流體進行建模。
該Marc仿真功能基于接觸壓力，并考慮了接觸面滲入流體的影響。流體壓力可以逐漸滲透到接觸表面下方，以模擬流體在壓力增加時的效果。
以下示例用于說明該過程。如圖2所示的D形密封圈首先在安裝階段被壓縮，然后施加流體壓力。壓力載荷施加在密封圈的整個邊界上，該邊界表示最終可以施加壓力的區域。在此過程中，壓力在滲透之前不會激活。這意味著它暴露在流體中。定義了一個初始滲透點，以指定流體壓力最初活躍的位置。從起點開始，通過沿邊界注壓直到接觸區域或負載末端來找到濕區。當負載在負載箱中激活時，就會發生這種壓力顯示。然后，隨著負載的增加，當接觸應力低于用戶定義的閾值時，滲透區將在接觸區下方生長。這里有兩個效果。首先，隨著壓力載荷的增加，密封圈會膨脹并增加接觸壓力。其次，壓力載荷在接觸下滲入，降低了接觸壓力。如果第二種效應更大，密封圈就會泄漏。此過程可以用Marc2024.2版本進行實現。
壓力滲透的仿真探測過程：
a) 施加預載荷，壓縮橡膠密封圈；
b) 在初始浸濕表面上施加載荷，暴露于油壓時壓力激活；
c) 在部分滲透區域壓力下降；
d) 增加壓力；
e) 如果接觸壓力小于閾值；
f) 擴大滲透面 繼續迭代，直到滲透表面壓力達到最大面積，無法再繼續滲透。
圖3比較了兩種情況，其中唯一區別密封圈和端蓋接觸面寬度差異性，及密封壓縮量差異。接觸面寬度越大，密封圈端面和端蓋之間的間隙越小，密封效果越好。在第一幅圖中，密封圈中的壓力足夠高，可以防止泄漏，但在第二幅圖中間隙太大。在流體壓力增加過程中，接觸壓力降至閾值以下，密封圈開始泄漏（流體壓力在密封圈的兩側）。
展開 
葉輪機械設計仿真優化
然而，在 NUMECA軟件平臺中,具有專業的多物理場耦合 Ipcc方法、氣動噪聲分析 FINE/VNoise、葉輪參數化擬合及造型 AotuBlade、優化平臺 FINE/Design3D，使得NUMECA成為目前唯一的一體化的葉輪機械設計分析優化平臺。
其他諸如 Fluent、 Star CCM+等通用CFD求解器，也能較好的提供葉輪機械氣動仿真解決方案，相比具有具有專用模塊的CFX和 NUMECA,通用CFD求解器在葉輪機械仿真前處理、求解和后處理過程中，效率較為低下，精度和準確度相對低一些，計算開銷較大。這里需要大家腦補一下周期性計算、B2B拓撲調整、子午展開等概念。
葉輪機械設計仿真優化從業者要想在該領域內閑庭信步，并顯得毫不費力，需要深厚的理論知識、豐富的工程經驗和設計仿真軟件使用精通三個維度的加持。
工欲善其事，必先利其器，選擇幾本理論書籍、積累工程經驗、選擇一款優秀的設計仿真軟件，是我們通往葉輪機械設計仿真優化成功的必經之路。
另外，大型葉輪機械CFD微信群已建立，已有320多人參加，高效研究所企業仿真機構各路大神等你來哦，微信號見評論。
展開 渦輪機械的設計和維護仿真解決方案
我們的平臺允許所有Ansys求解器準確高效地傳輸和映射數據，從而為空氣力學、流固耦合、共軛熱交換建模、外物損壞評估和葉片脫落（破裂）分析提供最可靠、最精準的多物理場仿真。
在燃氣輪機和渦輪機械的設計中，Ansys可提供有組織的空氣力學解決方案，運用CFX、Fluent和Mechanical預測葉片顫振、受迫響應、振動-聲學和葉片頻率失調。流體與結構之間的耦合采用循環對稱模型和模態疊加實現，這有利于大幅加快仿真速度。計算流體動力學（CFD）和有限元分析（FEA）之間采用簡化的空氣力學工作流程并具備熱冷映射功能，使設計人員能夠專注于防止機器共振和避免非同步高周期疲勞的最佳方法，以縮短設計周期時間，并提高設計人員的工作效率。要想提高發動機效率，渦輪進氣口的溫度要高于材料的熔點。在空氣動力學、熱交換、應力和材料之間進行權衡，對于優化設計并避免由熱機械疲勞、應力斷裂或氧化造成的失效至關重要。為了驗證材料和熱障涂層的完整性并評估熱部件組件的耐用性，設計師利用Ansys工具開展穩態和瞬態共軛傳熱（CHT）仿真。Ansys Fluent和Ansys CFX在一個并行的用戶友好型網格劃分平臺上提供快速的求解方法，使CHT分析能夠實際應用到任何生產環境中。因此，對具有內流道的轉子葉片和靜子葉片的共軛傳熱進行仿真已成為一種常規方法。
展開 三維機械設計、虛擬裝配、設計與仿真工作站配置探討（2020年10月更新）
設計與仿真計算硬件配置
典型應用：在設計過程中對各種參數（如持久性、靜態和動態響應、裝配體的運動、傳熱、流體力學和注塑模具）進行測試。
仿真技術在機械設計制造中的應用！
加強對仿真等技術的深入研究，確保仿真技術在現代機械設計制造領域的正常應用，同時解決傳統機械設計制造領域的常見問題，進而推動現代機械設計制造及工業行業整體的進一步發展。
◎ 文/ 彭少峰 高繼軍
1、仿真技術的具體概念
所謂仿真技術主要是指借助現代計算機技術，通過建立相應的數據模型，以此來對相關工作的具體流程進行模擬，從而找出工作過程中的缺陷與漏洞，有效的保障了相關工作的安全運行與發展，同時降低相關單位內部資金成本的過度支出與消耗，極大地促進了相關單位的健康發展；不過，在現代機械設計制造過程中，由于該過程涉及到大量不同的領域，存在較強的復雜性，極大的影響著機械設計制造工作的正常運轉與發展，而仿真技術由于其自身特點與優勢的影響，能夠有效解決這些問題，為此，相關單位及人員需要加強仿真技術在現代機械設計制造中的應用。
2、仿真技術對機械設計制造的意義
在過去，由于科技水平及傳統觀念等因素的影響，相關單位內部缺乏科學先進的專業技術，極大的影響著機械設計制造工作的健康發展；而隨著我國科技水平的不斷提高，仿真技術等現代先進技術與設備應用于現代機械設計制造的過程中，有效的解決了傳統機械設計制造中的缺陷與漏洞，同時對機械產品自身的質量與精度進行了充分保障，由此而加強了機械設計制造領域的進一步發展。
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