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二、流體基礎(chǔ)補(bǔ)充：從理論到認(rèn)知銜接考慮到你以結(jié)構(gòu)仿真為背景，流體基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，技術(shù)鄰課程在理論教學(xué)環(huán)節(jié)專門設(shè)計(jì)了 “流體基礎(chǔ) - 流固耦合理論 - 工程應(yīng)用” 的遞進(jìn)式內(nèi)容體系，幫你平穩(wěn)過渡：1.

Axiom Ansys初創(chuàng)企業(yè)計(jì)劃為工程師提供了Ansys Mechanical和Ansys Fluent軟件，助力Axiom應(yīng)對(duì)最為艱巨的結(jié)構(gòu)與流體流挑戰(zhàn)。

3.可以利用試驗(yàn)或結(jié)構(gòu)仿真獲得更精確的隔膜變形數(shù)據(jù)，建立更精確的分析模型，助力隔膜泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

本方案是2023年第2季度最新針對(duì)CAE仿真計(jì)算軟件應(yīng)用硬件配置，我們提供從單臺(tái)工作站、雙子星、集群的全部方案，并保證每個(gè)配置和系統(tǒng)架構(gòu)都是針對(duì)應(yīng)用的最優(yōu)解決方案支持結(jié)構(gòu)仿真：Ansys mechanical、Abaqus/Standard（隱式求解器）、Abaqus/Explicit（顯式求解器）、支持流體仿真：Fluent 、StarCCM+、CFX...

其中一份是基于《CREO flow analysis 多粒子混合流體仿真操作》視頻案例的，視頻地址：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c16452，另一份是基于某公司設(shè)計(jì)的簡支梁的結(jié)構(gòu)仿真報(bào)告，考慮到該梁的設(shè)計(jì)屬于企業(yè)機(jī)密，所以刪除了報(bào)告內(nèi)的敏感語句和圖片。為了便于朋友們理解仿真報(bào)告的內(nèi)容，專此錄制一小時(shí)視頻。

圖4 不穩(wěn)定性問題第一步求解流程圖5不穩(wěn)定性問題第二步求解流程 本研究中針對(duì)拉普拉斯類問題進(jìn)行有效求解，基于Python內(nèi)置命令實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算與連續(xù)網(wǎng)格，采用固體力學(xué)仿真軟件求解細(xì)長結(jié)構(gòu)在軸向流體作用下的變形問題。 具體而言，先進(jìn)行流體邊界的計(jì)算，如圖6所示，在一組節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)格上施加邊界條件。

因此，本文通過CFturbo和Solidworks軟件對(duì)不同葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)的離心式人工心臟泵建模，利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)仿真軟件Fluent完成了不同葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)的人工心臟泵的仿真，探討了葉片出口角度、葉片出口寬度、葉片厚度以及分流葉片對(duì)離心式人工心臟泵的剪切應(yīng)力分布、水力性能的影響。

下圖對(duì)扭力感應(yīng)器分別在不同轉(zhuǎn)速：250、500、1000、1500、1750rpm下，自由液面測試結(jié)果和模擬結(jié)果的狀態(tài)對(duì)比： 下表是扭矩-轉(zhuǎn)速曲線對(duì)比，扭矩整體變化趨勢(shì)Particleworks仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果一致；同時(shí)，注意到隨著轉(zhuǎn)速升高，仿真扭矩曲線結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果偏差增大，這是因?yàn)楦咿D(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的攪拌會(huì)使油液分散成更微小的油粒，若仿真模型采用更高的分辨率（即減小離散粒徑

本次大會(huì)結(jié)構(gòu)仿真產(chǎn)品分會(huì)場，將帶來前沿的結(jié)構(gòu)仿真技術(shù)的開發(fā)進(jìn)展，同時(shí)也邀請(qǐng)了來自工業(yè)領(lǐng)域的仿真專家和同仁，分享其在結(jié)構(gòu)仿真領(lǐng)域的成功經(jīng)驗(yàn)，共同探討結(jié)構(gòu)仿真的發(fā)展趨勢(shì)。

要點(diǎn)3 基于有限元分析法（結(jié)構(gòu)仿真、流體仿真）的最快計(jì)算架構(gòu)：CPU超高頻+有限多核+高內(nèi)存帶寬，Alpha750機(jī)型是目前最快的仿真計(jì)算工作站。要點(diǎn)4 支持雙子星架構(gòu)（2臺(tái)工作站通過Infiniband高速直連），最高核數(shù)達(dá)到224個(gè)，具有微型仿真集群的算力，計(jì)算效率更高，易于維護(hù)。

流體空化會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)、噪聲和腐蝕，并因而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)磨損和損壞。在船舶應(yīng)用中，推進(jìn)器空化會(huì)降低推進(jìn)效率并對(duì)船體和推進(jìn)器葉片造成腐蝕。因此，準(zhǔn)確預(yù)測是否會(huì)發(fā)生空化、在推進(jìn)器的哪個(gè)部位發(fā)生、確保減少推進(jìn)器設(shè)計(jì)次數(shù)或盡可能防止流體空化，都至關(guān)重要。借助計(jì)算流體力學(xué) (CFD) 進(jìn)行多相建模，對(duì)于理解空化而言是不可或缺的工具。

其中pumpllinx支持的三維流體域模型文件格式為（.stl）。本文采用的方式是導(dǎo)入三維流域模型，而三維流體域模型的建立又有兩種方式： （1）直接建立流體域三維模型； （2）先建立齒輪泵的三維模型，再通過抽取流體域的方式，獲得三維流域模型。

02國產(chǎn)工業(yè)仿真軟件介紹遠(yuǎn)算科技的技術(shù)人員為大家展開講解了遠(yuǎn)算科技旗下的自主研發(fā)的國產(chǎn)可控仿真云平臺(tái)——格物云CAE水動(dòng)力仿真，格物云CAE是一套由遠(yuǎn)算研發(fā)，以結(jié)構(gòu)、流體、水動(dòng)力仿真軟件為核心，國產(chǎn)可控的云原生仿真平臺(tái)。

2.流體仿真建模工具HyperMesh CFD 和結(jié)構(gòu)有限元建模工具 HyperMesh 是基于相同的平臺(tái)開發(fā)，并集成了虛擬風(fēng)洞模塊VWT，主要用于空氣動(dòng)力學(xué)、氣動(dòng)噪聲的建模，并集成了 CFD post 工具，以及流致噪聲信號(hào)處理。

尤其是流體仿真板塊，國產(chǎn)軟件正在快速發(fā)展，打破國外技術(shù)壟斷，由積鼎科技自主研發(fā)的通用計(jì)算流體力學(xué)軟件VirtualFlow便是其中的引領(lǐng)者。這款自研軟件聚焦多相流，尤其在氣液兩相流仿真方向，在復(fù)雜工業(yè)場景中為國內(nèi)眾多行業(yè)提供有效解決方案。氣液兩相流：復(fù)雜而關(guān)鍵的流動(dòng)現(xiàn)象氣液兩相流，簡單來說，就是氣體和液體同時(shí)存在并相互作用的流動(dòng)狀態(tài)。這種看似常見的現(xiàn)象，實(shí)則蘊(yùn)含著極高的復(fù)雜性。

利用此功能，用戶可以預(yù)測Body在流體中的冷卻及加熱狀態(tài)，以及結(jié)構(gòu)體在流體中的膨脹和收縮。并且可以通過仿真來預(yù)測與流體接觸并移動(dòng)的Body的熱傳遞以及相應(yīng)的熱分析。 以下示例為齒輪箱內(nèi)齒輪通過潤滑油冷卻的效果分析。

可以得出結(jié)論：與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比，CFD仿真的油液空間分布和旋渦結(jié)構(gòu)都得到了很好的捕獲。研究了油位和RPM的影響，仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。 仿真和試驗(yàn)的攪油速度對(duì)比過齒輪中心線做垂線（紅色線所示），將線上的潤滑油流速除以齒輪線速度Vt, 繪制油液速度分布曲線和PIV試驗(yàn)值對(duì)比。

</p><p><br></p><p><strong>二、伏圖流體力學(xué)分析功能介紹</strong></p><p><br></p><p>云道智造通用多物理場仿真PaaS平臺(tái)伏圖（Simdroid）具備完備的流體力學(xué)分析功能，支持多物理場耦合仿真，為仿真工作者提供前處理、求解分析和后處理工具。

要點(diǎn)3 基于有限元分析法（結(jié)構(gòu)仿真、流體仿真）的最快計(jì)算架構(gòu)：CPU超高頻+有限多核+高內(nèi)存帶寬，Alpha750機(jī)型是目前最快的仿真計(jì)算工作站。要點(diǎn)4 支持雙子星架構(gòu)（2臺(tái)工作站通過Infiniband高速直連），最高核數(shù)達(dá)到224個(gè)，具有微型仿真集群的算力，計(jì)算效率更高，易于維護(hù)。

VirtualFlow軟件基于有限體積法，具備領(lǐng)先的 IST 網(wǎng)格技術(shù)，可自動(dòng)生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格并局部加密、豐富的多相流模型和相變模型，包括VOF/Level Set/歐拉-拉格朗日模型，及復(fù)雜流體處理能力，如非牛頓流體、水合物等，支持千萬級(jí)網(wǎng)格并行計(jì)算能力。