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本案例適合哪些人學習：1、學習型仿真工程師2、理工科院校學生你會得到什么：1、學習壓力容器的三維模型處理2、學習線性靜結構分析步的建立3、學習壓力容器分析的載荷施加4、學習壓力容器對稱循環約束的施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.案例介紹了ANSYS workbench 壓力容器分析。

對于風扇葉片、螺旋槳類型的產品模態分析，往往采用循環對稱的方式來進行計算，這樣建立其中的一份，剩余的自動擴展計算就可以了，這樣可以極大的縮小網格數量，降低計算量。在ANSYS Workbench中如何設置操作設置循環對稱的方法呢？ 在 ANSYS Workbench 中對風扇葉片、螺旋槳等循環對稱結構進行模態分析的步驟如下：1.

以下模型顯示了循環扇區模型的低邊和高邊分量： 四面體網格用于獲得沿高邊和低邊匹配的節點圖案。為了確保最準確的解，最好在循環扇區的低邊和高邊上具有相同的節點和元素面圖案。 如果在對循環扇區（AMESH或VMESH）進行網格劃分之前發出CYCLIC命令，則網格將盡可能在低邊和高邊上具有相同的節點和單元面圖案。

■ 如果將片段旋轉360/a次可得到完成的模型，允許任意形狀的片段■ 該功能可與全局網格重劃分功能一起使用， ■ 熱-機耦合分析中，溫度場也必須是循環對稱的■ 繞對稱軸的剛體轉動可自動消除掉■ 接觸體兩邊的網格不一定要對應圖4 循環對稱中的接觸體設置上圖中，不同顏色表示不同變形體，循環對稱問題中，左上、右上、左下的接觸體設置是允許的，右下設置是不允許的

2.5 循環對稱處理 循環對稱模態求解是ANSYS對循環對稱結構提供的一種特殊簡化模態求解 方法，在求解前有一些特殊的預處理。首先，需要選擇葉輪上下兩個剖面上的節點并建立兩個組集，取名為“ Low和“ High。”

此外，擾動模式疊加諧波循環對稱性分析還包括作用在風扇葉片上的非定常流動壓力。使用ANSYS CFX計算了以16043RPM轉速運行、入口變形為10%的風扇的理想氣體建模的三維粘性空氣流的非穩態流動壓力。 還對全360°模型進行了模態、擾動模態和擾動模態疊加諧波分析，以驗證循環扇形模型結果的準確性。

這種對稱的封閉式汽車模型采用快背設計、標準后視鏡、光滑的車身底部、通用輪輞和無胎面。 圖 2. DrivAer 幾何模型 使用對稱模型，ISimQ 只需要模擬一半的幾何體。推動適應性的流動求解器是 Ansys CFX。使用 SST 雙方程模型模擬湍流對平均流量的影響。初始網格有 160 萬個節點，最終適應的網格有 2440 萬個節點。

圖2 網格劃分示意圖 3.3 流動仿真過程本仿真采取瞬態計算，模型涉及到兩相流的VOF算法，邊界條件采取速度入口及壓力出口，計算域對稱兩端采用周期性邊界條件，計算采用Simplec算法，時間步長設置為0.01 s。初始狀態為槽內無任何混合油，計算域內全部為空氣，當混合油充滿分布槽，且溢出的混合油滴落并穩定流出計算域時停止計算。

扇型塊的角度■ 該功能可以與“接觸”功能一起使用，在這種情況下，循環對稱扇形區域的兩邊對應位置必須同屬于一個接觸體■ 如果將片段旋轉360/a次可得到完成的模型，允許任意形狀的片段■ 該功能可與全局網格重劃分功能一起使用， ■ 熱-機耦合分析中，溫度場也必須是循環對稱的■ 繞對稱軸的剛體轉動可自動消除掉■ 接觸體兩邊的網格不一定要對應

Ansys為六面體網格劃分提供Tetrahedron/HexMesh專用工具。4.掃掠網格劃分：掃掠網格的劃分方法適用于形狀對稱的區域，然后在幾何體上進行掃掠操作過程生成網格。此方法適用具備軸對稱特性的情況，能夠大幅度減少計算資源使用。Ansys的Meshing專用工具中提供掃掠網格劃分選擇項。

使用限制 1.建模限制 （1）僅支持線性和二次四面體單元（SOLID285和SOLID187）； （2）不支持具有線性和二次單元混合的多實體零件或多實體組件； （3）不支持使用收斂（convergence）對象； （4）不兼容以下邊界條件 -循環對稱 -基于梁的接觸算法 -接觸行為為自動非對稱 -點質量、梁連接、鉸接、彈簧和軸承連接

ANSYS軟件中直接建立螺旋結構體較為麻煩，因此可以借助三維軟件Creo2.0進行建模。將Creo2.0軟件中建立的鋼絲繩的三維模型保存為igs格式，應用ANSYS軟件中的/AUX15接口導入到ANSYS軟件進行分析。由于1+6鋼絲繩具有對稱性結構，只需要導入鋼絲繩內部中心絲和1根側絲，通過VGEN體復制命令可以得到完整的1+6鋼絲繩。

Ansys提供了Tetrahedron/Hex Mesh工具用于六面體網格劃分。 4.掃掠網格劃分： 掃掠網格劃分方法適用于具有對稱形狀的區域，通過在幾何體上進行掃掠操作生成網格。這種方法適用于具有軸對稱性質的問題，可以顯著減少計算資源的使用。

Ansys提供了Tetrahedron/Hex Mesh工具用于六面體網格劃分。 4.掃掠網格劃分： 掃掠網格劃分方法適用于具有對稱形狀的區域，通過在幾何體上進行掃掠操作生成網格。這種方法適用于具有軸對稱性質的問題，可以顯著減少計算資源的使用。

</p><p>（3）高效的網格劃分能力：</p><p>對于結構復雜的實體模型，ANSYS Workbench提供了高效的網格劃分工具，能夠生成精細且平滑的網格。這確保了仿真分析的精確性，尤其是在處理具有復雜幾何形狀或邊界條件的結構時。

施加循環邊界條件。右鍵點擊“模型”樹以插入“對稱性”，然后右鍵點擊“對稱性”插入“循環區域”。要定義循環區域，需要一個局部圓柱系統(見圖3)、一個低邊界和一個高邊界。 圖3 循環對稱的局部園柱坐標系6、對所有表面(除循環邊界外)施加對流邊界條件。將環境溫度設定為20℃，對流系數設為0.002W/(°C·mm2)。

由于模型呈現對稱性，因此通過僅對整個噴嘴延伸的單個1&deg;扇區（基礎扇區）進行建模，可以實現最佳計算效率。1&deg;扇區的幾何模型如圖29.5所示：其中（a）是整體幾何結構，（b）是加強環的詳圖。 由于熱解表現出溫度的循環對稱性，因此可以使用CE來實現這一點。CE命令可用于結構循環對稱，但在本例中，DSYM命令用于演示在ANSYS中完成任務的不同方法。