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，尚未建立較為完善的海上風(fēng)力機(jī)浮式平臺(tái)設(shè)計(jì)體系，并對(duì)海上風(fēng)力機(jī)浮式平臺(tái)的水動(dòng)力性能進(jìn)行系統(tǒng)研究。

四、仿真平臺(tái)對(duì)比進(jìn)行Fluent旋轉(zhuǎn)機(jī)械瞬態(tài)分析時(shí)，所使用的“神工坊”高性能工業(yè)仿真平臺(tái)與其他兩家仿真云平臺(tái)的硬件參數(shù)如下表所示。

本期選取了CFD領(lǐng)域的典型場(chǎng)景，穩(wěn)態(tài)仿真計(jì)算案例——基于MRF方法的旋轉(zhuǎn)機(jī)械流場(chǎng)分析，我們選用的軟件是CFD領(lǐng)域最常用的仿真軟件Fluent。我們來(lái)看下基于“神工坊”高性能工業(yè)仿真平臺(tái)”的CFD穩(wěn)態(tài)計(jì)算，和其他仿真云平臺(tái)效率對(duì)比的情況。

【iSolver案例分享47】海洋浮式基礎(chǔ)受水平風(fēng)浪荷載1. 模型背景浮式基礎(chǔ)在深海中應(yīng)用廣泛(見(jiàn)下圖)，例如被用做深海石油和天然氣的開(kāi)采平臺(tái)。近幾年，海上浮式平臺(tái)被用作風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)也越來(lái)越多，對(duì)浮式平臺(tái)的力學(xué)性能研究也愈發(fā)顯得重要。海洋浮式平臺(tái)的建筑材料主要為鋼材，本案例研究其在風(fēng)浪水平荷載下的力學(xué)行為。海洋浮式基礎(chǔ)(floating foundation)2.

馬剛等[10]對(duì)某半潛式浮式風(fēng)力機(jī)開(kāi)展氣動(dòng)-水動(dòng)-伺服-彈性耦合數(shù)值模擬，預(yù)報(bào)不同向變極端相干陣風(fēng)（ECD）工況與浪流耦合環(huán)境下系統(tǒng)的氣動(dòng)和水動(dòng)響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)在9s左右所研究浮式風(fēng)力機(jī)的系泊張力最大，可能造成系泊線的斷裂，這是影響系泊安全的關(guān)鍵參數(shù)。針對(duì)系泊失效下漂浮式風(fēng)力機(jī)浮動(dòng)特性及動(dòng)態(tài)響應(yīng)方面，亦有學(xué)者開(kāi)展了相關(guān)研究。

Fluent軟件并行效率測(cè)試一、導(dǎo)言 Fluent軟件是ANSYS旗下一款通用CFD仿真軟件，市場(chǎng)占有率比較高，能夠進(jìn)行流體、傳熱、化學(xué)反應(yīng)等多種工程場(chǎng)景和模型的仿真分析。

但是，目前只有少部分研究將系泊動(dòng)力定位系統(tǒng)與無(wú)人遠(yuǎn)程控制結(jié)合應(yīng)用于工程實(shí)際，如：無(wú)人水下發(fā)射平臺(tái)、浮式平臺(tái)遠(yuǎn)程安全評(píng)估以及海底發(fā)電系留平臺(tái)等。 這是由于遠(yuǎn)程操縱及無(wú)人控制技術(shù)大都應(yīng)用于較惡劣或復(fù)雜環(huán)境干擾下，對(duì)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、靈活性及控制精度有較高要求，也對(duì)其工程應(yīng)用存在一些阻礙。

其優(yōu)勢(shì)如下： 2.1功率添加方便，在workbench平臺(tái)下計(jì)算Maxwell的功率損耗，直接拖拽Maxwell的結(jié)果到fluent的設(shè)置中，就可以得到各個(gè)零件的功率損耗，而且，其功率損耗在單個(gè)零件的分布是按照Maxwell的計(jì)算結(jié)果分布的，可以實(shí)現(xiàn)不同位置功率密度不同workbench平臺(tái)的功率-溫升分析流程 2.2 網(wǎng)格劃分效果好，使用Fluent mesh

圖1 仿真后處理，是將ANSYS Fluent計(jì)算完成后的結(jié)果進(jìn)行展示和交流的有效手段。ANSYS Workbench平臺(tái)下的CFD-Post模塊功能全面，操作性強(qiáng)，非常適合用于Fluent計(jì)算結(jié)果的后處理。CFD-Post后處理的基本流程是：確定位置à通過(guò)變量/表達(dá)式提取數(shù)據(jù)à在給定位置生成數(shù)據(jù)。 因此對(duì)于后處理而言，“位置”的概念是非常重要的。

此處可以是單獨(dú)啟動(dòng)Fluent模塊，或者在Workbench平臺(tái)啟動(dòng)Fluent模塊都可以，如下圖。 在此界面中，鼠標(biāo)點(diǎn)擊打開(kāi)Environment的輸入面板，在起下方的輸入窗口中輸入lang=zh，如下紅色框位置所示。 然后點(diǎn)擊Start按鈕，就進(jìn)入了Fluent中文界面，如下圖。

因此，CFD工程師和設(shè)計(jì)人員無(wú)需豐富的AI/ML知識(shí)或任何優(yōu)化專(zhuān)業(yè)知識(shí)，即可使用AMOP或OCO；他們也無(wú)需離開(kāi)Fluent平臺(tái)，即可從自動(dòng)化優(yōu)化和參數(shù)化中受益。可輕松訪問(wèn)的優(yōu)化功能OCO和AMOP是optiSLang軟件中最為廣泛使用和最受歡迎的兩種算法，現(xiàn)在兩者都可以直接在Fluent軟件中使用。

電子膨脹閥噪聲測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)電子膨脹閥是空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵控制部件，主要用于流量調(diào)節(jié)和節(jié)流膨脹。但在小開(kāi)度下，制冷劑流經(jīng)電子膨脹閥時(shí)會(huì)因節(jié)流產(chǎn)生兩相流，氣相的形成與潰滅會(huì)產(chǎn)生噪聲。本研究通過(guò) Ansys Fluent 數(shù)值分析，探究不同開(kāi)度下制冷劑進(jìn)入閥內(nèi)的空化特性，以闡明電子膨脹閥流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲的產(chǎn)生原因。為此設(shè)計(jì)了帶閥芯凹槽結(jié)構(gòu)的電子膨脹閥，并對(duì)閥門(mén)流動(dòng)噪聲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析。

3.利用超算平臺(tái)輕松計(jì)算打開(kāi)北鯤云超算平臺(tái)的控制臺(tái)，打開(kāi)fluent軟件（需要有許可證哦！），將LES.cas文件上傳至Desktop文件夾。然后連接遠(yuǎn)程電腦，提交作業(yè)。北鯤云的可視化圖形界面最高支持128核計(jì)算，非常方便，小白無(wú)需培訓(xùn)即可上手。本文所使用的ANSYS版本均為2020R1版本。

本期選取了CFD領(lǐng)域的典型場(chǎng)景，穩(wěn)態(tài)仿真計(jì)算案例——基于MRF方法的旋轉(zhuǎn)機(jī)械流場(chǎng)分析，我們選用的軟件是CFD領(lǐng)域最常用的仿真軟件Fluent。我們來(lái)看下基于SimForge?高性能仿真云平臺(tái)的CFD穩(wěn)態(tài)計(jì)算，和其他仿真云平臺(tái)效率對(duì)比的情況。

此處可以是單獨(dú)啟動(dòng)Fluent模塊，或者在Workbench平臺(tái)啟動(dòng)Fluent模塊都可以，如下圖。 在此界面中，鼠標(biāo)點(diǎn)擊打開(kāi)Environment的輸入面板，在起下方的輸入窗口中輸入lang=zh，如下紅色框位置所示。 然后點(diǎn)擊Start按鈕，就進(jìn)入了Fluent中文界面，如下圖。

超線程技術(shù)在Fluent計(jì)算中具有一定的提速效果，但需兼顧芯片功耗和散熱問(wèn)題。 4. 系統(tǒng)任務(wù)對(duì)速度提升會(huì)產(chǎn)生影響，建議在計(jì)算過(guò)程中空出1、2個(gè)進(jìn)程。 “神工坊”高性能仿真平臺(tái)基于超算HPC集群的硬件支撐，對(duì)仿真軟件進(jìn)行了CPU平臺(tái)的高性能適配與優(yōu)化，同時(shí)根據(jù)用戶(hù)需求進(jìn)行兼容性適配，力保每一核都能發(fā)揮出它的最大價(jià)值，歡迎廣大仿真從業(yè)者注冊(cè)試用！

華東理工大學(xué)依托 Ansys Fluent 仿真平臺(tái)，耦合多相流模型與群體平衡模型，精準(zhǔn)模擬旋流場(chǎng)中氣泡破碎、聚并動(dòng)態(tài)及傳質(zhì)規(guī)律，快速迭代優(yōu)化射流口尺寸、旋流腔高度等關(guān)鍵參數(shù)。仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)高度吻合，最終實(shí)現(xiàn)硫化氫脫除效率 75.7%，體積傳質(zhì)系數(shù)較傳統(tǒng)設(shè)備提升 5-13 倍，大幅縮短工業(yè)氣液分離設(shè)備的研發(fā)周期與試錯(cuò)成本。

目前比較通用的水動(dòng)力學(xué)軟件有CFD和AQWA,為目前應(yīng)用廣泛的海上浮體和浮式結(jié)構(gòu)操作模擬軟件， 不僅可以很好地計(jì)算浮體的穩(wěn)性和水動(dòng)力特性， 還可以對(duì)浮體的系泊、下水、吊裝和扶正等工況進(jìn)行計(jì)算分析[3].CFD軟件可以計(jì)算靜水中和波浪中的阻力載荷，計(jì)算耗費(fèi)資源多、周期長(zhǎng)，但是計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確.AQWA軟件是ANSYS的一個(gè)水動(dòng)力模塊，只能計(jì)算波浪中的阻力，相對(duì)CFD而言，計(jì)算速度快、效率高，計(jì)算結(jié)果也相對(duì)準(zhǔn)確

一個(gè)SPAR對(duì)12米高的波浪的動(dòng)態(tài)反應(yīng)由于氣隙設(shè)計(jì)中必須考慮到與平臺(tái)腿的相互作用，陡波表現(xiàn)出顯著的非線性行為和波幅放大。如果在惡劣環(huán)境中出現(xiàn)負(fù)氣隙，預(yù)測(cè)由此產(chǎn)生的甲板沖擊載荷就變得非常重要。隨著石油和天然氣生產(chǎn)進(jìn)入更深的水域，需要浮式結(jié)構(gòu)，并且甲板高度受到重量和穩(wěn)定性要求的限制。準(zhǔn)確預(yù)測(cè)甲板與自由水面的間隙和甲板沖擊載荷對(duì)于預(yù)測(cè)這些結(jié)構(gòu)在惡劣環(huán)境下的性能至關(guān)重要。

本文原刊登于Ansys.com：《Race to Faster Fluent Results with Ansys Gateway Powered by AWS》作者：Thomas Lejeune | Ansys產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)高級(jí)經(jīng)理編輯整理：郭曉東 | Ansys主任應(yīng)用工程師Ansys Fluent用戶(hù)需要出色的計(jì)算速度和功能來(lái)求解大規(guī)模的問(wèn)題，而他們現(xiàn)在可以利用專(zhuān)用的云平臺(tái)