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關注創建者:劉堯 創建時間:2016-05-10
6DOF的視頻教程
箱體6DOF隨風擺動模擬仿真
課程介紹: 應用fluent的6dof模型對三維箱體在風的作用下運動軌跡進行模擬 箱體的網格劃分方法:邊界層網格設置等; CFD穩態計算方法; 在穩態計算基礎上,進行瞬態計算:6dof文件的編寫與解釋,6dof理論的介紹,動網格設置方法、udf編寫、求解注意事項等; 從建模到后處理整個流程的仿真思路; 對學員的幫助: 學會非結構網格劃分方法、邊界層如何設置
¥20 31分鐘 278播放
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基于Fluent軟件的三維箱體擺動數值仿真(6DOF模型)
三、掌握fluent穩態和瞬態求解的設置,包括:計算模型的設置、計算域設置、棱柱層網格與四面體網格分割操作設置、穩態計算的設置、動網格設置、6dof設置,6 dof UDF的編寫與含義,為瞬態計算提供初始流場。
¥10 46分鐘 267播放
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旋轉機械被動運動UDF+6dof+交界面
本課程為旋轉機械被動計算問題,應用FLUENT中交界面處理、6dof、UDF等,具體操作見視頻,有以下注意事項: FLUENT打開選擇二維流動; 非定常計算; 編譯UDF,UDF內容如下,UDF命名為rotor,后綴為.c,UDF與case data放在同一文件夾; 做mesh interface交界面處理; 6dof設置,輸出運動歷史,可以得到角度位置信息,根據時間步等可以計算得到被動計算的角速度
¥20 14分鐘 97播放
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6DOF的實例教程
下次將以實例來描述如何應用6DOF模型求解被動型動網格問題。
圖6 smoothing面板
圖7 remeshing面板
6DOF中的settings設置對話框如圖8所示,這里我們不考慮重力影響,設置三方向重力加速度為0。同時勾選write motion history項,記錄保存運動中幾何姿態。
圖 8 6DOF設置
(3)、編譯加載UDF宏
利用菜單【Define】>【user defined】>【function】>【Complied】編譯宏。
圖 9 編譯及加載宏文件
(4)、設置動網格區域
動網格設置面板中,點擊【Create/Edit…】按鈕定義動網格區域。需要設置的區域如圖10所示的紅色框選部分。
圖10運動區域設置
同時注意設置meshing Options標簽頁下的網格高度。
5、需要注意的問題
3D動網格問題,首先要注意的是負體積問題。前面說過,由于運動狀態由受力狀態控制,在計算之前是未知的,所有調整動網格參數比較困難。不過仔細耐心的修正還是可以解決的。
其次,關于這類被動運動問題,一些模型較為簡單的幾何體,實際上是可以化被動為主動,只是計算壁面受力,運動狀態通過受力狀態用UDF確定。比如此例,我們可以在計算過程中通過宏計算出每次迭代加載在重心上的力和力矩,然后通過力學公式確定幾何體的運動狀態。這樣被動運動問題就變為人為定義運動狀態的主動動網格問題。
這次幾何有點復雜,計算時間比較長,不過主要用于演示6DOF模型的定義。下次使用簡單的模型進行演示。
展開 圖4 general面板設置
6、模型面板設置
設置VOF多相流模型,如圖5所示。設置body force formulation為Implicit Body Force。
圖5 多相流模型
選擇湍流模型為標準k-epsilon模型,采用增強壁面函數。
6、材料
材料數據庫中添加water-liquid。
設置水為主相,空氣為第二相。如圖6所示。
7、邊界條件設置
本例中需要設置的邊界條件為出口邊界。該邊界設為壓力出口,靜壓為0。如圖6所示。
圖6 出口邊界設置
同時設置出口第二相組分為1.即出口全部為空氣。
8、動網格設置
激活動網格。在Dynamic mesh面板中,激活smoothing與Remeshing方法,同時勾選Six DOF選項。如圖7所示。
圖7 動網格設置
點擊Mesh Methods的Settings進入參數設置面板,在smoothing標簽頁下設置Spring Constant Factor為0.5,進入remeshing標簽頁,進行圖8所示設置。
圖8 remeshing設置
關閉mesh method settings面板,進入six dof setting面板。進行如圖9所示設置。
圖9 6DOF設置
勾選Write Motion History,這樣運動數據即可寫入文本文件。
設置完畢后關閉6DOF設置面板。
創建運動區域,如圖10所示,指定運動區域為moving wall,勾選six dof options中的on選項。
展開 FLUENT中提供了6DOF模型,用于計算剛體在流體域空間的運動行為。該模型除了可以計算剛體模型的平移旋轉等運動規律之外,還可以實時計算剛體模型的受力、加速度以及速度。配合FLUENT強大的動網格能力,利用6DOF模型能夠模擬真實世界中的諸多現象。本例采用6DOF模型,配合VOF多相流模型,計算木制小球在水中的上浮過程。
1、建立幾何模型
建立簡單二維模型即可。如圖1所示。重心坐標(0,0,0),木球直徑80mm,重心距下部邊界200mm,距上部邊界800mm,左右均為400mm。
2、劃分網格
在ICEM CFD中生成全三角形計算網格,如圖2所示。設定上部邊界為pressure_outlet,矩形上其它三條邊為wall,小球邊界為moving_wall。此處可以生成邊界層網格,然后將邊界層網格添加至另外的計算域moving_fluid,讓該區域跟隨moving_wall一起運動。然后將模型導出為msh文件。
3、UDF
UDF比較簡單,如下所示。采用DEFINE_SDOF_PROPERTIES宏,給質量及三方向慣性矩賦值即可。
woodball.txt
4、計算域設置
Fluent讀入msh文件,scale網格設定合適的單位。將網格尺寸及顯示尺寸均設為mm。如圖3所示。
5、基本面板設置
設置Time為瞬態Transient,同時激活重力選項,設置重力加速度為Y方向-9.81m/s2。如圖4所示。
6、模型面板設置
設置VOF多相流模型,如圖5所示。設置body force formulation為Implicit Body Force。
展開 用6dof做了個十字架自由墜落的動網格,用到了動網格中的6DOF部分,讓我們用cfd來過圣誕節!
6DOF是模擬實際運動最佳的選擇,它可以做到真正的六自由度運動,而且非常簡單,只需要你指定運動物體的質量和三個方向的轉動慣量即可。)
首先是網格:
十字架傾角15°,網格分為兩個區域,綠色為變形網格(TRI網格),紅色為邊界層網格(結構網格)。紅色部分將和十字架邊界一起運動。
打開dynamic mesh->parameters選項卡,點選dynamic mesh,SIX DOF Solver,smoothing,remeshing,其中smoothing選項卡保持缺省,SIX DOF Solver選項卡中指定重力及方向,本題為y方向-9.8。
打開dynamic mesh->zones選項卡,將十字架_wall以及邊界層區域設置為Rigid Body,其中他們的運動由UDF制定。需要注意的是在選擇 Six DOF Solver Options時,十字架_wall以及邊界層區域有不同,十字架_wall只需選中on,邊界層區域則需要選中on和passive,表示邊界層區域是被動運動,跟隨十字架_wall一起運動。
UDF如下:
#include "udf.h"
DEFINE_SDOF_PROPERTIES(wood, prop, dt, time, dtime)
{
/* Define the mass matrix */
prop[SDOF_MASS] = 0.25;
prop[SDOF_IZZ] = 0.000001;
}
指定了重量和繞Z軸的轉動慣量。
其他設定見case文件:
[bbs.simwe.com]free_down2.rar
網格動畫:
壓力動畫:
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約束:對工裝底部4個腳進行全約束,即約束dof1~dof6。
載荷:對工裝與產品的連接點進行加載,剛度載荷大小為1000N,測量點位上橫梁中間位置,目標值為≤0.5mm;強度載荷大小為5000N,最大應力<材料屈服強度×0.8。
約束:對工裝底部4個腳進行全約束,即約束dof1~dof6。
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可結合 6DOF剛體 運動模型。
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6)Create > Load Collector,name=Ambient SPC ;Card Image=None;
7)Create > Constraints,node選擇第三步的環境溫度點,dof1~dof6均不勾選且設置0, load types=SPC。
據悉,大朋 VR 本次展出設備包括企業級頭戴式設備 P1 PRO、P2、3DoF PCVR E4C 和 E3C、消費級 6DoF PCVR E4 等。
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