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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。

<p>本案例利用Fluent中的滑移網(wǎng)格（RBM）模型，對(duì)離心泵性能問題進(jìn)行了瞬態(tài)仿真計(jì)算。該案例僅對(duì)離心泵的瞬態(tài)計(jì)算進(jìn)行了簡(jiǎn)單演示，其余的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的仿真設(shè)置與本案例基本一致，可按照該案例進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。本文的相關(guān)設(shè)置依托于<a href="https://mp.weixin.qq.com/s?

網(wǎng)格工具和類型的選擇ANSYS Fluent有兩種處理齒輪運(yùn)動(dòng)的方式：重疊網(wǎng)格和動(dòng)網(wǎng)格，對(duì)網(wǎng)格的要求有所不同。1）重疊網(wǎng)格重疊網(wǎng)格的優(yōu)勢(shì)在于可以使復(fù)雜幾何的網(wǎng)格劃分簡(jiǎn)化；對(duì)于包含運(yùn)動(dòng)域的問題，可以不使用網(wǎng)格光順和網(wǎng)格重構(gòu)方法，避免了可能會(huì)出現(xiàn)的負(fù)體積問題。

3 Fluent Meshing 設(shè)置3.1 網(wǎng)格設(shè)置采用 Fluent meshing 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用四面體網(wǎng)格劃分，并劃分相對(duì)應(yīng)的邊界層網(wǎng)格。具體的網(wǎng)格劃分如下圖所示：4 FLUENT 設(shè)置4.1 General設(shè)置與網(wǎng)格導(dǎo)入首先導(dǎo)入網(wǎng)格，然后勾選為瞬態(tài)計(jì)算，并選擇壓力基求解器。

如果按照詳細(xì)的計(jì)算方式進(jìn)行仿真，Fluent 也可以提供多種方法：常用的有穩(wěn)態(tài)的 MRF （多參考坐標(biāo)系）方法、瞬態(tài)的 SMM （滑移網(wǎng)格）方法和瞬態(tài)的 Overset （嵌套網(wǎng)格）方法，通過詳細(xì)的建模和仿真描述，既可以精確的計(jì)算各種風(fēng)扇形狀帶來的影響，也可以準(zhǔn)確的考慮風(fēng)扇的不同轉(zhuǎn)速與散熱效率之間的關(guān)系。

本案例利用Fluent中的滑移網(wǎng)格模型（RBM)，對(duì)螺旋槳敞水水動(dòng)力性能問題進(jìn)行了瞬態(tài)仿真計(jì)算。該案例僅對(duì)4119槳的瞬態(tài)計(jì)算進(jìn)行了簡(jiǎn)單演示，其余的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的仿真設(shè)置與本案例基本一致，可按照該案例進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。本文僅計(jì)算了進(jìn)速系數(shù)為0.4的工況，計(jì)算結(jié)果與相關(guān)實(shí)驗(yàn)較為接近。與Fluent MRF 旋轉(zhuǎn)機(jī)械（一）的結(jié)果相比，瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值更為接近。

使用 Ansys Fluent 執(zhí)行船體在逆海波浪中移動(dòng)的升沉和縱搖仿真示例。流體體積或 VOF 模型用于求解此明渠流動(dòng)示例。在此示例中，使用明渠波浪邊界條件生成淺層波浪，而使用動(dòng)態(tài)網(wǎng)格對(duì) wigley 船體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行建模。使用用戶定義函數(shù) (UDF) 將運(yùn)動(dòng)限制為 4 個(gè)自由度 (DOF)。為了避免出口處的數(shù)值反射（非物理結(jié)果/波浪反射），使用了數(shù)值海灘選項(xiàng)。

Fluent穩(wěn)態(tài)問題的仿真，與時(shí)間無(wú)關(guān)，計(jì)算收斂后最終得到一個(gè)包含結(jié)果數(shù)據(jù)的.dat文件；而Fluent瞬態(tài)問題的仿真過程與時(shí)間有關(guān)，用戶根據(jù)仿真需求設(shè)定保存數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔，在每個(gè)間隔時(shí)刻有一個(gè)包含該時(shí)刻結(jié)果數(shù)據(jù)的.dat文件，最終是一系列按時(shí)間排序的.dat文件，如圖1所示。

Ansys中的溫度場(chǎng)仿真還是很多模塊的，如下圖所示 ANSYS Workbench中的溫度場(chǎng)仿真還是很多模塊的，ANSYS Workbench 中用于溫度場(chǎng)計(jì)算的核心模塊包括穩(wěn)態(tài)熱分析（Steady-State Thermal）、瞬態(tài)熱分析（Transient Thermal）、Fluent（流體傳熱）、Electrothermal（熱電耦合）、Thermal-Structural

4 結(jié)束語(yǔ)通過Ansys Fluent對(duì)混合油在導(dǎo)流片表面流動(dòng)做仿真模擬，分析在不同數(shù)據(jù)情況下的結(jié)果，驗(yàn)證導(dǎo)流片弧形面的結(jié)構(gòu)與所需求的最為合適曲面之間的差別，以此來修改設(shè)計(jì)中不合理的地方，同時(shí)還能合理的指導(dǎo)加工制作過程的技術(shù)要求，經(jīng)過各方面的優(yōu)化，獲得最佳的結(jié)構(gòu)來滿足生產(chǎn)，并解決現(xiàn)行設(shè)備結(jié)構(gòu)應(yīng)用中存在的問題。

Workbench仿真搭建流程如下所示，現(xiàn)假設(shè)兩個(gè)熱雙金體功耗不同，主動(dòng)層更大，在Fluent計(jì)算熱雙金瞬態(tài)溫度分布；接著將結(jié)果導(dǎo)入到瞬態(tài)結(jié)構(gòu)模塊；最后設(shè)置約束，這樣搭建完整的瞬態(tài)熱應(yīng)力仿真操作流程。 1-120s的仿真結(jié)果如下圖所示僅為演示，提供一定參考意義。

作品名稱：基于 Ansys Fluent 的旋流解吸器氣液傳質(zhì)強(qiáng)化與 PBM 仿真研究作者： 李炎杰 | 華東理工大學(xué) 碩士研究生關(guān)鍵詞：平板旋流解吸器，Ansys Fluent，群體平衡模型（PBM），硫化氫脫除作者說從平板旋流解吸器研發(fā)實(shí)踐看，Ansys Fluent 的多相流與群體平衡模型（PBM）耦合能力，精準(zhǔn)攻克了旋流場(chǎng)中氣泡破碎、聚并及氣液傳質(zhì)耦合等微觀瞬態(tài)過程的觀測(cè)難題

本案例利用Fluent的RBM模型，對(duì)護(hù)衛(wèi)艦直升機(jī)迫降模型氣動(dòng)性能問題進(jìn)行了仿真計(jì)算。該案例以NACA0012和SFS2標(biāo)準(zhǔn)模型展開相關(guān)計(jì)算，因?yàn)榕灤Ｐ蜑?00：1縮比模型，僅考慮航速為2m/s，直升機(jī)旋翼轉(zhuǎn)速為251.2rad/s，降落速度為2m/s的仿真工況。大部分設(shè)置與Fluent 護(hù)衛(wèi)艦直升機(jī)懸停性能仿真（一）一致，若已經(jīng)了解上個(gè)案例的讀者可以直接查看4.3中的設(shè)置。

2.2瞬態(tài)流場(chǎng)仿真邊界條件設(shè)定 聲場(chǎng)仿真過程中由于其 CFD 模型與流場(chǎng)極為相似因此不再另行建立模型，而是對(duì)原有流場(chǎng)模型的邊界條件進(jìn)行修改。由于噪聲特性的仿真屬于非定常計(jì)算，雖然同樣將旋轉(zhuǎn)流體域設(shè)為唯一的運(yùn)動(dòng)區(qū)域，但是改用滑移網(wǎng)格模型對(duì)風(fēng)扇的動(dòng)葉片與靜止區(qū)域進(jìn)行耦合以保證瞬態(tài)計(jì)算的精確度。

圖3.ICEM繪制的網(wǎng)格塊形狀以及質(zhì)量如圖3所示，利用ICEM塊繪制的方法，可以將網(wǎng)格質(zhì)量提升至0.85以上，一般認(rèn)為網(wǎng)格的雅各比矩陣值在0.3以上就可以進(jìn)行有限元計(jì)算，雅各比矩陣值在0.5以上視為優(yōu)質(zhì)網(wǎng)格，本算例滿足接下來的fluent瞬態(tài)仿真。

浙江三尚智迪科技有限公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)中，Ansys Fluent 軟件的動(dòng)/變形網(wǎng)格技術(shù)可以很好的模擬閥門閥芯在滑動(dòng)過程的瞬態(tài)過程，分析人員只需要指定初始網(wǎng)格和運(yùn)動(dòng)壁面的邊界條件，網(wǎng)格變化完全由求解器自動(dòng)生成。Ansys Fluent獨(dú)有的局部網(wǎng)格重構(gòu)技術(shù)可用于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、變形較大問題以及物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律事先不知道而完全由流動(dòng)所產(chǎn)生的力所決定的問題。

本案例利用Fluent的RBM模型，對(duì)護(hù)衛(wèi)艦直升機(jī)懸停模型氣動(dòng)性能問題進(jìn)行了仿真計(jì)算。該案例以NACA0012和SFS2標(biāo)準(zhǔn)模型展開相關(guān)計(jì)算，因?yàn)榕灤Ｐ蜑?00：1縮比模型，僅考慮航速為2m/s，直升機(jī)旋翼轉(zhuǎn)速為251.2rad/s的仿真工況。

云定制化功能使Ansys Fluent用戶能夠在求解速度和計(jì)算成本之間進(jìn)行平衡，以滿足他們自己的特定需求。有些用戶可能面臨緊迫的期限，需要選擇最快的運(yùn)行時(shí)間，而不考慮成本；而另一些用戶可能不需要快速獲得CFD仿真結(jié)果，并選擇較慢的解決方案運(yùn)行時(shí)間，從而最大限度地降低硬件成本。由AWS亞馬遜云提供支持的Ansys Gateway使仿真用戶能夠自己做出明智的選擇。

wx_fmt=jpeg" width="100%"> </p><p><br></p><p>但是，偽瞬態(tài)并不是真正的瞬態(tài)，它雖然會(huì)出現(xiàn)時(shí)間步長(zhǎng)這種概念，但是在每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)并不收斂，而只是最終的計(jì)算結(jié)果收斂，因此當(dāng)計(jì)算只考慮穩(wěn)態(tài)結(jié)果時(shí)可以使用偽瞬態(tài)算法，而如果考慮某時(shí)刻的結(jié)果，則必須使用瞬態(tài)算法。

這種全新的多 GPU 求解器為穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài) CFD 仿真提供了許多好處，包括減少仿真求解時(shí)間、硬件成本和功耗，同時(shí)具有與 CPU 求解器相同的精度，并且沒有我們之前的 GPU 卸載的所有限制提及。使用 2022 年推出的本機(jī)多 GPU 求解器時(shí)，六個(gè)高端 GPU 可提供與 2,000 多個(gè) CPU 相同的性能。