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對(duì)稱性利用： 由于模型和載荷的對(duì)稱性，可以只建立四分之一的模型以顯著減少計(jì)算量。單元選擇： 主體使用減縮積分殼單元（如S8R5或S4R）來模擬薄壁管道結(jié)構(gòu)。步驟 2：創(chuàng)建部件分別創(chuàng)建代表直管段和90度彎管段的殼體部件?；蛞惑w的彎管部件。幾何尺寸需嚴(yán)格按照案例提供的圖紙進(jìn)行。關(guān)鍵尺寸包括：管道外徑、壁厚、彎管中心線半徑等。

所選擇的湍流模型在該案例中選擇4個(gè)RANS模型，所選擇的湍流模型和模型相應(yīng)的特征說明如下： realizable k-ε model + all y+ treatment（默認(rèn)模型） 法向應(yīng)力為正，這意味著這個(gè)模型滿足在雷諾應(yīng)力上的特定數(shù)學(xué)約束，與物理湍流流動(dòng)一致。

本次仿真選擇彎管模型，通過對(duì)彎管的一端施加熱源，得到彎管的溫度場隨時(shí)間的變化云圖，又由于彎管內(nèi)積攢的熱能無法在短時(shí)間內(nèi)散出，故會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力及位移變化，通過仿真后處理可以得到彎管的熱應(yīng)力分布情況以及隨著時(shí)間的變化，彎管內(nèi)的熱傳遞情況。一、傳熱分析基本概念1、熱傳遞方式熱傳遞共有三種傳遞方式，分別是熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射。本次仿真中主要用到前兩種熱傳遞方法。

在模型調(diào)試階段可以采用較大的質(zhì)量縮放系數(shù)，快速計(jì)算，debug模型，在模型調(diào)整好之后減小質(zhì)量縮放系數(shù)，以獲得精度更高的計(jì)算結(jié)果。 輸出設(shè)置：如何評(píng)價(jià)質(zhì)量縮放系數(shù)對(duì)結(jié)果的影響？？可以通過比較分析過程中整個(gè)模型的動(dòng)能ALLKE和內(nèi)能ALLIE的比值，如果小于1%，結(jié)果非?？煽浚绻∮?%，結(jié)果可以接受，如果大于5%，則需要謹(jǐn)慎判斷。

本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：1、學(xué)習(xí)型仿真工程師2、理工科院校學(xué)生3、對(duì)有限元分析感興趣的工程師你會(huì)得到什么：1、學(xué)習(xí)彎管成型的三維模型處理2、學(xué)習(xí)彎管成型非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置3、學(xué)習(xí)彎管成型顯示動(dòng)力學(xué)分析步的建立4、學(xué)習(xí)彎管成型顯示動(dòng)力學(xué)分析的載荷施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.

三、ANSYS網(wǎng)格劃分實(shí)戰(zhàn)教學(xué)1、準(zhǔn)備幾何模型 在進(jìn)行網(wǎng)格劃分之前，首先需要準(zhǔn)備待仿真的幾何模型。在ANSYS中，可以導(dǎo)入各種3D CAD模型，包括STL、IGES、STEP等格式。2、導(dǎo)入幾何體，今天的劃分模型為彎管，模型如下：3、使用Ansys Workbench默認(rèn)網(wǎng)格設(shè)置對(duì)其進(jìn)行劃分：根據(jù)結(jié)構(gòu)的特征和仿真要求選擇合適的劃分方式和網(wǎng)格密度控制方法。

從圖中可以看出，溫度在彎管前0.50 m沿徑向分布相對(duì)均勻，隨著流體流動(dòng)的方向，溫度沿徑向分布開始發(fā)生變化，表現(xiàn)為分布不均勻，不利于對(duì)管內(nèi)流體溫度的監(jiān)測(cè)，隨著流體的流動(dòng)，在彎管后4.00 m左右，截面溫度不再發(fā)生明顯變化，溫度沿徑向分布趨于均勻。因此，在實(shí)際操作中，疏水管道閥門溫度的檢測(cè)位置應(yīng)在距離彎管后4.00 m以上的位置布置，可以避免因?yàn)闇y(cè)點(diǎn)布置而導(dǎo)致測(cè)量誤差的產(chǎn)生。

在1987年益田善雄提出后彎管技術(shù)之前, 研究人員先設(shè)計(jì)了管道開口面朝入射波的裝置, 但是在測(cè)試實(shí)驗(yàn)模型時(shí), 發(fā)現(xiàn)前彎管的轉(zhuǎn)換效率并不理想, 后來發(fā)現(xiàn)后彎管的設(shè)計(jì)能獲得更好的性能[23]。后彎管由一個(gè)L形導(dǎo)管、一個(gè)浮力室、一個(gè)氣室和一個(gè)PTO系統(tǒng)組成（圖6）[24], 海水淹沒下方的管道, 管道開口背向入射波。

本案例計(jì)算模型為直徑為2 m的90°彎管，在彎管處有一直徑0.3 m的細(xì)管流入熱水（溫度為315 K，流速為5 m/s），彎管進(jìn)口流入涼水（溫度為285 K，流速為0.5 m/s）,流速沿徑向分布，由文件（InjectMixer_velocity_profile.csv ）中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)給定。

圖1 三維模型 圖中in01~in03和t2分別為壓力監(jiān)測(cè)面，x0為首層催化劑上200處監(jiān)測(cè)面。

步驟2-2：橋接曲線若因中間缺少外部相接曲線，而使自動(dòng)產(chǎn)生的水路（綠色線條）無法連接到出水口（青色端點(diǎn)），使用編輯工具中的橋接曲線來連接紅、綠兩個(gè)水路群，選取要連接的兩個(gè)端點(diǎn)，完成后會(huì)出現(xiàn)彎管線條，將斷開的水路群組加以相連，成為連續(xù)水路。

k-ω模型在許多k-ε模型不準(zhǔn)確的情況下很有用，例如內(nèi)部流動(dòng)、強(qiáng)曲率流場、流動(dòng)分離和射流。內(nèi)部流動(dòng)的一個(gè)很好的例子是彎管流動(dòng)。SSTSST模型結(jié)合了自由流動(dòng)中的k-ε模型和壁面附近的k-ω模型。它是一個(gè)低雷諾數(shù)模型，也是一種工業(yè)應(yīng)用的“首選”模型。

</p><p>– 管道應(yīng)力分析工作流程</p><p>熟悉管道應(yīng)力分析工作流程后，即可開始學(xué)習(xí)以下部分</p><p>第二部分 ：-</p><p>在本節(jié)中，您將學(xué)習(xí)如何從頭開始創(chuàng)建新模型，以及如何對(duì)許多組件進(jìn)行建模，例如彎管、三通、閥門、膨脹波紋管、泵以及系統(tǒng)中基本上任何類型的配件。

彎管或三通等單個(gè)組件必須手動(dòng)放置，既費(fèi)時(shí)又容易出錯(cuò)。此外，還經(jīng)常缺少用于高效布線的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。對(duì)于制造商來說，所面臨的挑戰(zhàn)不僅僅是提供CAD模型，還要為Revit的無縫布線構(gòu)建模型，包括參數(shù)數(shù)據(jù)、連接邏輯以及與原有功能的完全兼容。

要求流體力學(xué)、工程制圖、任何 CAD 建模軟件的基礎(chǔ)知識(shí)描述在工程分析中，CAD 模型起著重要作用。它可能存在合并面、重復(fù)曲線、額外邊緣、分割邊緣、間隙甚至干涉錯(cuò)誤等錯(cuò)誤。因此，我們需要避免臟的 CAD 幾何體，這些幾何體需要修復(fù)并轉(zhuǎn)換為無錯(cuò)誤的幾何體。為避免建模錯(cuò)誤，選擇正確的物理模型非常重要。流體動(dòng)力學(xué)最重要的模型是一組稱為 Navier-Stokes 方程的偏微分方程。

分析從復(fù)合彎管鑄件開始，其中實(shí)體結(jié)構(gòu)的替代，計(jì)算的視線誤差增加到21.5微弧度（均方根）；添加探測(cè)器外殼的實(shí)體模型，視線誤差增大到22.0微弧度（均方根），仍在可接受的限度內(nèi)。

針對(duì)防下潛管的剛度不足，文章通過將直管改為彎管的設(shè)計(jì)方式來解決假人在碰撞中的下潛問題。側(cè)板及防下潛管優(yōu)化方案，如圖 9 所示。 結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后假人胸部對(duì)比分析 將改進(jìn)后的有限元模型通過LS-DANY求解器再次分析，并與原仿真模型進(jìn)行了比較。

分析從復(fù)合彎管鑄件開始，其中實(shí)體結(jié)構(gòu)的替代，計(jì)算的視線誤差增加到21.5微弧度（均方根）；添加探測(cè)器外殼的實(shí)體模型，視線誤差增大到22.0微弧度（均方根），仍在可接受的限度內(nèi)。

采用CFDPro進(jìn)行計(jì)算，仿真結(jié)果如圖10：圖10 兩相冷凝相變水錘CFDPro模擬結(jié)果由圖10可以看到，蒸汽以一定速度從左側(cè)豎直管經(jīng)過彎管流入充滿一定液體的水平管中，液面在剪力與表面張力作用下慢慢從波浪狀成長為充滿整個(gè)管徑的段塞狀。在段塞流不斷接近管道盡頭的過程中，冷凝現(xiàn)象也在時(shí)刻發(fā)生著，最終在盡頭全部冷凝結(jié)束，段塞流在管道盡頭驟停，產(chǎn)生壓力沖擊波，也就是水錘現(xiàn)象。