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在底層模型中，沒有直接計算臨界轉(zhuǎn)速的方法。這就是利用 App 開發(fā)器的優(yōu)勢。使用方法編輯器（在 App 開發(fā)器中可用），可以很容易地編寫自己的方法來計算臨界轉(zhuǎn)速。在開發(fā)轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)模擬器仿真 App 時就是這樣操作的。計算臨界轉(zhuǎn)速的代碼的截圖如下所示。代碼顯示了臨界轉(zhuǎn)速是如何計算的。然后，計算出的臨界轉(zhuǎn)速以表格形式顯示在臨界轉(zhuǎn)速部分。

(2) 對比模擬仿真結(jié)果與高速動平衡試驗結(jié)果，兩者的臨界轉(zhuǎn)速相差45 r/min, 相對誤差約為1.9%;對比模擬仿真結(jié)果與實際運行數(shù)據(jù)，兩者的臨界轉(zhuǎn)速相差103 r/min, 相對誤差約為4.4%。以上誤差都在工程允許的5%的誤差范圍內(nèi)。

當(dāng)轉(zhuǎn)速增至某個特定值時，振幅會突然加大，振動異常激烈，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過這個特定值時，振幅又會很快減小。使轉(zhuǎn)子發(fā)生激烈振動的特定轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。工程師要做的就是查找轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速，從而將系統(tǒng)修改轉(zhuǎn)速或者添加一定的支撐，來避開臨界轉(zhuǎn)速。要獲取臨界轉(zhuǎn)速，那么ansys軟件就可以根據(jù)模型來計算臨界轉(zhuǎn)速。理論狀態(tài)下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)包括：轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸上的圓盤、兩側(cè)軸承以及不平衡的質(zhì)量，如圖所示。

多軸轉(zhuǎn)子模型轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（十）：不平衡激勵下的啟動過程瞬態(tài)轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（九）：基于ANSYS Workbench的多軸轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（八）：軸對稱實體單元Solid272/Solid273的應(yīng)用轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（七）：帶支承結(jié)構(gòu)的復(fù)雜轉(zhuǎn)子分析轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（六）：考慮預(yù)應(yīng)力的轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析轉(zhuǎn)子動力學(xué)系列（五）：隨轉(zhuǎn)速變剛度和變阻尼的模擬

求該轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速及振型。

軸的兩端為軸承支撐，軸承的動力特性隨著轉(zhuǎn)速變化見下表。求該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)渦動頻率、振型、臨界轉(zhuǎn)速。假定軸承剛度為轉(zhuǎn)速（rad/s）的非線性函數(shù)，但阻尼不隨著轉(zhuǎn)速而改變（變阻尼的方法與變剛度一樣）。2 結(jié)果對比采用BEAM188單元模擬轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，COMBI214模擬軸承。

然而，超臨界流體的流動傳熱問題復(fù)雜，需要借助先進的模擬仿真工具來實現(xiàn)對其流動傳熱特性的精準(zhǔn)分析。本文將介紹VirtualFlow軟件在超臨界流動傳熱模擬中的應(yīng)用，并通過具體算例展示其強大的功能。圖 1 超臨界流體PT圖1.VirtualFlow中的變物性表達方法在超臨界流動傳熱模擬中，準(zhǔn)確處理流體的變物性是關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：雙葉片環(huán)保泵；數(shù)值模擬；流固耦合；模態(tài)分析；臨界轉(zhuǎn)速0 引言雙葉片環(huán)保泵效率高、抗堵塞能力強，是一種新型的高效無堵塞泵，廣泛應(yīng)用于環(huán)保、污水處理、造紙等行業(yè)，尤其適用于抽送污水、泥漿、灰渣等含纖維狀懸浮物、固體懸浮物介質(zhì)[1-5]。

另外，在較低階臨界轉(zhuǎn)速（第1階、第2階），不同的支承剛度對臨界轉(zhuǎn)速有較大的影響，而在較高階臨界轉(zhuǎn)速下，特別是第4、5階臨界轉(zhuǎn)速，支承剛度的變化對臨界轉(zhuǎn)速幾乎沒有影響。 氦氣輪機轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速為15000r/min，根據(jù)對臨界轉(zhuǎn)速的計算結(jié)果，得到工作轉(zhuǎn)速對向下臨界轉(zhuǎn)速的安全裕度為18.1%，對向上臨界轉(zhuǎn)速的安全裕度為78.2%。

? 臨界轉(zhuǎn)速以下：振幅隨轉(zhuǎn)速平方增長，相位幾乎無偏移；? 臨界轉(zhuǎn)速附近：如前述，會出現(xiàn)180°相位突變半功率點法在臨界轉(zhuǎn)速處，測量振幅達到最大值0.707倍（即0.707Xmax）時的轉(zhuǎn)速帶寬ΔN。如圖3所示，臨界轉(zhuǎn)速處最大振幅為21.665密耳（mils），其0.707倍（15.3密耳）對應(yīng)的轉(zhuǎn)速帶寬為286 RPM。

轉(zhuǎn)子構(gòu)造和幾何尺寸2結(jié)果分析采用Solid272單元模擬得到前4階振型及坎貝爾圖如下：采用Solid186單元模擬得到前4階振型及坎貝爾圖如下：對比上述的渦動頻率及振型可知，Solid272與Solid186結(jié)果是一致的，兩者得到的臨界轉(zhuǎn)速分別如下：臨界轉(zhuǎn)速/rpmMode-1Mode-2Mode-3

轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的橫向振動計算分析 通過分析轉(zhuǎn)子系統(tǒng)應(yīng)變能、動能分布情況，判斷轉(zhuǎn)子振型，以及軸承、支撐、轉(zhuǎn)子及其零部件在不同振型下運動形態(tài)和特征； 通過臨界轉(zhuǎn)速分析，得到轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速與支承剛度變化規(guī)律； 通過伯德圖計算由不平衡力，軸彎曲或盤傾斜等原因引起的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)同步響應(yīng)，可直接在圖中顯示臨界轉(zhuǎn)速及工作轉(zhuǎn)速范圍，以方便校核工作轉(zhuǎn)速是否滿足API中關(guān)于隔離裕度的要求； 通過非線性諧波響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)分析能得到相應(yīng)的軸心軌跡圖

設(shè)f為對結(jié)構(gòu)響應(yīng)有貢獻的最高階頻率（Hz），則積分時間步長△t應(yīng)為： 模擬得到該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的前四階坎貝爾圖如下：從上圖可以得到一階反進動臨界轉(zhuǎn)速為2626rpm，一階正進動臨界轉(zhuǎn)速為3155rpm，臨界轉(zhuǎn)速一般是指正進動臨界轉(zhuǎn)速，因此在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)啟動過程0~5000rpm的4s中，會越過一階臨界轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速約為3155rpm。

求該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)渦動頻率、振型、臨界轉(zhuǎn)速。2 彈簧單元（COMBIN14）COMBIN14單元可以模擬線性彈簧支撐，可考慮剛度和阻尼，但不能考慮變剛度和變阻尼的情況，并且不能考慮兩個支撐方向的交叉影響。

求該轉(zhuǎn)子渦動頻率、振型、臨界轉(zhuǎn)速及不平衡響應(yīng)。

而在地面起飛狀態(tài)下，進氣速度較低，此時外涵噴管處于亞臨界狀態(tài)，因此風(fēng)扇在兩種穩(wěn)態(tài)條件下的共同工作線并不重合；低壓渦輪導(dǎo)向器也處于亞臨界狀態(tài)，但接近臨界狀態(tài)，因此高壓壓氣機在兩種穩(wěn)態(tài)條件下的共同工作線也并不重合，但相距較近。常見大涵道比民用發(fā)動機為了防喘振，會在中壓壓氣機上設(shè)置可調(diào)放氣活門，將一部分氣體引入外涵，引氣比例與馬赫數(shù)、高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等有關(guān)。

4.性能效率 臨界熱通量的 CFD 分析使工程師能夠確定傳熱表面的最佳設(shè)計參數(shù)，并模擬傳熱系統(tǒng)中的理想流動條件。這樣可以防止超過臨界熱通量的起始值并最大限度地提高熱傳遞，從而提高系統(tǒng)效率和可靠性。 提高系統(tǒng)效率并最大化傳熱 在流體和熱系統(tǒng)設(shè)計中，準(zhǔn)確預(yù)測臨界熱通量有助于優(yōu)化設(shè)計，從而最大限度地提高傳熱能力。CFD 模擬的全面迭代方法可以通過高保真建模和模擬幫助確保預(yù)測的準(zhǔn)確性。

作者Cadence CFD 解決方案 關(guān)鍵要點 扭矩是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動的力，而轉(zhuǎn)速是該力引起的旋轉(zhuǎn)速率。 可以模擬旋轉(zhuǎn)裝置周圍的流體行為以計算扭矩和轉(zhuǎn)速，這可用于優(yōu)化渦輪機械的設(shè)計。 CFD 工具可以模擬旋轉(zhuǎn)物體的復(fù)雜設(shè)計，并促進準(zhǔn)確優(yōu)化決策所需的湍流建模。

轉(zhuǎn)子在某些特定的轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)動時，會發(fā)生很大的變形并引起共振，引起共振時的轉(zhuǎn)速稱為轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速。在工程上，工作轉(zhuǎn)速低于第一階臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子稱為剛性轉(zhuǎn)子，大于第一階臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子稱為柔性轉(zhuǎn)子。由于轉(zhuǎn)子作高速旋轉(zhuǎn)運動，所以需要平衡。