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ANSYS Workbench划分网格时,inflation有什么作用,什么时刻下会用到?
inflation方法关键用于计算流体力学(CFD)中,由于CFD剖析中,经常须要对边界层启动细化处置,须要边界处的网格密度较其余中央划分得细密一些,这时刻就可以用到inflation方法,inflation处置的网格蕴含六面体和楔形体。
基本方程
为了说明计算流体力学关键方法,需先了解流体力学运动的基本方程的性质和分类。流体力学的基本方程是在19世纪上半叶由C.-L.-M.-H.纳维和G.G.斯托克斯等人建设的,称为纳维-斯托克斯方程,简称N-S方程,二维非定常无法紧缩流体的N-S方程为:
式中u、v为沿着x、y方向上的速度重量;t为期间;p为压力;ρ为密度;ν为运动粘性系数。
在不同条件下,N-S方程的数学性质也不一样。
①N-S方程形容粘性流体随期间而变的非定常运动。
期间项和方程左边的高阶导数项选择方程的性质。
它同二维热传导方程相似,属于抛物型方程。
②粘性流体的定常运动是将原方程中的期间项省去。
此时N-S方程的性质,取决于它的高阶导数项,和拉普拉斯方程一样,为椭圆型方程。
③无粘流的欧拉方程是将N-S方程的左边粘性项略去而得。
它也实用于可紧缩流体。
从方式上不容易判别欧拉方程的性质。
因少数无粘流动皆为无旋流动,故如将欧拉方程改用速度势ψ示意,则二维定常可紧缩气流的方程为:
式中c为声速。此式是二阶偏微分方程
的普通方式,其性质要看B2-AC小于或等于0而定。在超声速区,B2-AC大于0,即
上式相似于动摇方程,为双曲型;在亚声速区,B2-AC小于0,即
上式便与拉普拉斯方程相反,为椭圆型。
总之,流体力学的运动方程是极端复杂的非线性偏微分方程,具有各种不同的类型,而且往往还是混合型的。
要片面形容流体的运动,还必定同时思考其余方程,如延续性方程、能量方程和形态方程等。
所以计算流体力学在很大水平上就是针对不异性质的偏微分方程驳回和开展相应的数值解方法。
裁减资料
实践剖析
依据流体运动的普遍法令如品质守恒、动量守恒、能量守恒等,应用数学剖析的手腕,钻研流体的运动,解释已知的现象,预测或许出现的结果。实践剖析的步骤大抵如下:
①建设“力学模型”
普通做法是:针对实践流体的力学识题,剖析其中的各种矛盾并抓住关键方面,对疑问启动简化而建设反映疑问实质的“力学模型”。
流体力学中最罕用的基本模型有:延续介质(见延续介质假定)、牛顿流体、无法紧缩流体、现实流体(见粘性流体)、平面流动等。
②建设控制方程
针对流体运动的特点,用数学言语将品质守恒、动量守恒、能量守恒等定律表白进去,从而获取延续性方程、动量方程和能量方程。
此外,还要加上某些咨询流动参量的相关式(例如形态方程),或许其余方程。
这些方程合在一同称为流体力学基本方程组。
流体运动在空间和期间上常有必定的限度,因此,应给出边界条件和初始条件。
整个流动疑问的数学形式就是建设起敞开的、流动参量必定满足的方程组,并给出失当的边界条件和初始条件。
③求解方程组
在给定的边界条件和初始条件下,应用数学方法,求方程组的解。
由于这方程组是非线性的偏微分方程组,难以求得解析解,必定加以简化,这就是前面所说的建设力学模型的要素之一。
力学家经过多年努力,发明出许少数学方法或技巧来解这些方程组(关键是简化了的方程组),获取一些解析解。
④对解启动剖析解释
求出方程组的解后,联合详细流动,解释这些解的物理含意和流动机理。
通常还要将这些实践结果同试验结果启动比拟,以确定所得解的准确水平和力学模型的实用范围。
ANSYS CFX流体剖析及仿真的目录
目 录第1章 流体流动剖析概述 11.1 流体剖析的开展 11.1.1 CFD的提出 11.1.2 CFD软件简介 21.1.3 流体剖析的运行畛域 31.2 CFX软件简介 41.2.1 Windows版本运转方法 51.2.2 并行计算 61.3 CFX与其余软件的数据替换 6本章小结 7第2章 CFX基本实践和方法 82.1 基本符号和变量 82.2 计算流体力学原理 112.3 ANSYS CFX中的湍流模型 122.3.1 k-模型 122.3.2 BSL k-模型 142.3.3 Shear Stress Transport模型 162.3.4 Reynolds Stress模型 162.4 壁面函数实践 192.5 多孔介质中的流动实践 222.6 表白式言语和命令言语 24本章小结 31第3章 网格生成 323.1 网格生成方法 323.2 以ANSYS ICEM划分网格 333.3 ANSYS ICEM CFD基本用法 363.3.1 模型接口 363.3.2 几何配置 373.3.3 智能网格编辑 393.3.4 生成拓扑 403.3.5 网格编辑 433.3.6 网格输入 443.3.7 操作控制树的经常使用 44实例3-1 圆柱相交水槽的网格划分 453.4 以CFX-TurboGrid划分网格 54实例3-2 涡轮网格划分 59本章小结 64第4章 稳态和非稳态模拟 654.1 稳态模拟 654.1.1 稳态模拟的设定 654.1.2 稳态模拟的输入 684.2 非稳态模拟 694.2.1 非稳态模拟的设定 694.2.2 非稳态模拟的输入 76本章小结 77第5章 物理定义CFX-Pre 785.1 CFX-Pre启生物理定义的前期上班 785.1.1 CFX-Pre窗口工具引见 785.1.2 导入网格 795.1.3 操作控制 805.1.4 前处置关键配置 825.2 域 835.2.1 域前设定 835.2.2 域设定 1005.2.3 子域 1215.2.4 点源 1285.2.5 共轭传热模拟 1295.3 边界条件 1305.3.1 基本设定 1305.3.2 边界类型 1315.3.3 入口边界设定 1325.3.4 进口边界设定 1395.3.5 开明式进口设定 1425.3.6 壁面边界设定 1455.3.7 对称面边界条件 1495.3.8 初始边界条件设定 1495.3.9 边界条件文件 1515.3.10 域接壤面 1545.4 求解器控制 1565.4.1 如何定义求解器设置 1565.4.2 求解格局 1575.4.3 期间步选用 1585.4.4 期间尺度控制 1585.4.5 收敛打算 1605.4.6 逝去期间控制 1605.4.7 固体计算域期间尺度控制 1605.4.8 方程分类设定 1615.4.9 初级设置和关键点 1615.4.10 输入文件和监控 162本章小结 163第6章 数值求解CFX-Solver 1646.1 激活求解器治理器 1646.2 定义模拟计算 1656.3 并行计算 1686.4 上班界面 1706.5 求解文件的输入 174本章小结 175第7章 后处置CFX-Post 1767.1 CFX后处置上班界面 1767.2 CFX后处置的上班流程 1797.2.1 创立位置 1797.2.2 创立对象 1917.2.3 创立数据 2017.2.4 报告工具和文件 208本章小结 212第8章 旋转折械前后处置 2138.1 旋转折械前处置Turbo Pre 2138.1.1 基本设置 2138.1.2 组件定义 2158.1.3 物理疑问定义 2168.1.4 接壤面定义 2188.1.5 边界条件定义 2188.1.6 最后操作 2198.2 旋转折械后处置Turbo Post 2198.2.1 初始化 2208.2.2 四种可用实体 2208.2.3 旋转折械宏 223本章小结 224第9章 外部流动剖析实例 225实例9-1 弯管内气体的流动与传热 225实例9-2 运动混合器中的流动 242本章小结 258第10章 外部流动剖析实例 259实例10-1 物体周围绕流剖析 259实例10-2 自在外表流动模拟 279本章小结 301第11章 换热流动剖析实例 302实例11-1 带有共轭换热的流动 302实例11-2 燃料管道辐射换热模拟 326本章小结 343第12章 非稳态剖析实例 344实例12-1 冶金用结晶器钢水液面动摇模拟 344实例12-2 附加变量非稳态模拟实例 374本章小结 396第13章 多孔介质和气固两相剖析实例 397实例13-1 多孔介质模型案例剖析 397实例13-2 气固两相流案例剖析 418本章小结 437参考文献 438
Ansys是做什么用的。
你百科一下不就知道了??ansysANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场剖析于一体的大型通用有限元剖析软件。
由环球上最大的有限元剖析软件公司之一的美国ANSYS开发,它能与少数CAD软件接口,成功数据的共享和替换,如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I-DEAS, AutoCAD等, 是现代产品设计中的初级CAD工具之一。
CAE的技术种类有很多,其中包括有限元法(FEM,即Finite Element Method),边界元法(BEM,即Boundary Element Method),有限差法(FDM,即Finite Difference Element Method)等。
每一种方法各有其运行的畛域,而其中有限元法运行的畛域越来越广,现已运行于结构力学、结构能源学、热力学、流体力学、电路学、电磁学等。
ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序,可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等疑问。
因此它可运行于以下工业畛域: 航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、修建、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。
软件关键包括三个局部:前处置模块,剖析计算模块和后处置模块。
前处置模块提供了一个弱小的实体建模及网格划分工具,用户可以繁难地结构有限元模型;剖析计算模块包括结构剖析(可启动线性剖析、非线性剖析和高度非线性剖析)、流体能源学剖析、电磁场剖析、声场剖析、压电剖析以及多物理场的耦合剖析,可模拟多种物理介质的相互作用,具有灵便度剖析及提升剖析才干;后处置模块可将计算结果以黑白等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、平面切片显示、透明及半透清楚示(可看到结构外部)等图形方式显示进去,也可将计算结果以图表、曲线方式显示或输入。
软件提供了100种以上的单元类型,用来模拟工程中的各种结构和资料。
该软件有多种不同版本,可以运转在从团体机到大型机的多种计算机设施上,如PC,SGI,HP,SUN,DEC,IBM,CRAY等。
ANSYS颁布10.0新版本美国宾夕法尼亚州6月2日信息:作为提升产品研发流程的仿真技术及软件的开发者和改造者,ANSYS公司(纳斯达克股票代号:ANSS)当天颁布ANSYS 10.0新版本。
新版本在性能、易用性、协同上班及耦合技术,如流固耦合,等方面有很大提高。
10.0新版本是在目前的9.0软件的基础上研发的,与其有很好的兼容性,将于7月正式投入市场。
延续了ANSYS一向弱小的耦合场技术,10.0版本为复杂的流固耦合(FSI)疑问提供了更完善的处置打算。
该版本整合了环球一流的应力剖析和流体剖析技术,构成了一套完整的FSI处置打算。
经过适宜于特定场要求的网格划分,一个繁多的几何体可以运行于两种场。
该版本提供了有效地处置FSI能源学剖析的信息替换配置。
目前市场上没有任何其余的FSI软件可以提供如此弱小的持重性和高度的准确性剖析。
另外,该版本可以在多个机群启动并行处置处置超大模型。
“ANSYS 10.0代表了最先进的CAE整合技术,较9.0有了显着的提高” ,ANSYS公司总裁兼首席口头官Jim Cashman说,“咱们不时努力于拓展ANSYS仿真技术的广度和深度,同时建设各种类型的仿真剖析软件的绝后大连盟。
得益于ANSYS Workbench整合CAE技术的架构,咱们创立了建模、仿真、剖析、前后处置的一系列无缝链接。
10.0新版本整合了环球上最低劣的结构、热、流体等剖析配置。
”ANSYS10.0参与了旋转折械和叶片设计工具,丰盛了Workbench环境下的行业化配置。
即ANSYS BladeModeler,一款针对旋转折械叶片构件的高效的三维设计工具;以及ANSYS TurboGrid,一款高品质的叶片设计六面体网格划分工具。
“联合了ANSYS CFX和涡轮公用的前后处置CFD配置,10.0版本提供了涡轮机械设计和剖析完整的处置打算,”ANSYS公司副总裁兼总经理Chris Reid说,“应力剖析、计算流体能源学剖析或流固耦合剖析的模型可以间接建设,经过CAD系统连通性,可以把模型裁减到高低游部件,最终成功整个模型的剖析。
ANSYS Workbench是提供此配置上唯一无二的环境,借此空气能源学工程师可以启动CFD设计,同时确认结构特色。
这将大幅度缩短设计流程。
”在机械运行畛域,ANSYS 10.0包括了ANSYS Workbench下所有的热瞬态剖析配置。
这不只协助用户启动十分复杂的时域仿真,同时ANSYS Workbench也可智能成功很多建模和求解上班。
这样可以轻松极速地求解设施在必定运转期间内的热性能。
为了满足日益参与的对大型复杂疑问及时有效的剖析需求,ANSYS 10.0的并行求解器当初可参与了对CPU和通讯技术的选用余地。
除了支持Ethernet和Gigabit Ethernet,ANSYS 10.0还支持Myrinet和InfiniBand。
相关于以前的架构,ANSYS 10.0能以起码的老本满足高性能的机群计算。
本着以低老本配件设施提供高性能处置打算的指标,ANSYS Workbench现可支持Windows XP 64位机的AMD和EMT64芯片集。
此项革新处置了许多用户在Windows操作系统下运转大型模型所面临的2GB内存限度。
另外,它也使得ANSYS用户不再须要写硬盘就能成功整个求解,从而浪费求解期间。
关于用户,这将协助他们愈加经济有效地处置大型模型疑问,如那些低频稳态和全瞬态电磁剖析疑问。
ANSYS 10.0并行求解器可以处置高于一亿自在度的大型电磁疑问,在CAE行业自成一家。
在高频电磁畛域,10.0版本提供了一个新的形式端口。
此端口大大简化了集成电路(IC)、射频识别(RFID)和射频微机电系统(MEMS)等多种设施剖析传输线端口的建模。
规范算例显示,应用此端口建模,可以显着增加模型尺寸,在保障准确的频域计算结果前提下,浪费30%到50%的求解期间和内存需求。
新版本参与了旋转折械的陀螺效应,它提高了ANSYS对涡轮机械和其余旋转结构的转子能源学剖析的才干。
在耦合场畛域,结构-热-电磁三场耦合剖析中参与热弹阻尼(TED),一个在金属、制陶及MEMS畛域十分关键的内讧装置。
ANSYS继续Workbench主旋律,提供咱们的用户可供选用的全智能或团体控制的弱小剖析软件。
咱们在外围的网格处置技术上有十足的增强,在ANSYS Workbench各个运行程序间共享网格。
另外,双向参数互动的CAD接口的持重性也获取了提高。
ANSYS® ICEM CFD™ 10.0经过混合网格剖分新配置和CAD模型细节处置配置,提供了完整的一系列网格划分工具以模拟实在环球,如汽车引擎罩下的散热剖析和汽车碰撞剖析。
“ANSYS 10.0是ANSYS跨出的又一大步,在每种场都是这样,也包括各种场在ANSYS Workbench的耦合,”ANSYS公司副总裁兼总经理Mike Wheeler说,“没有其余任何一家CAE公司可以与咱们相匹敌,在一个繁多的CAE环境下提供如此宽泛的处置打算。
”ANSYS DesignSpace 经过DesignSpace,设计工程师可以在产品设计阶段对3D CAD中生成的模型(包括整机和装配件)启动应力变形剖析、热及热应力耦合剖析、振动剖析和形态提升,同时可对不同的工况启动对比剖析。
ANSYS/DesignSpace领有智能化的非线性求解专家系统,可智能设定求解控制,获取收敛解;用户不需具有非线性有限元常识即可成功过去只要专家才干成功的接触剖析。
ANSYS软件提供的剖析类型如下:1.结构静力剖析用来求解外载荷惹起的位移、应力和力。
静力剖析很适宜求解惯性和阻尼对结构的影响并不清楚的疑问。
ANSYS程序中的静力剖析不只可以启动线性剖析,而且也可以启动非线性剖析,如塑性、蠕变、收缩、大变形、大应变及接触剖析。
2.结构能源学剖析结构能源学剖析用来求解随期间变动的载荷对结构或部件的影响。
与静力剖析不同,能源剖析要思考随期间变动的力载荷以及它对阻尼和惯性的影响。
ANSYS可启动的结构能源学剖析类型包括:瞬态能源学剖析、模态剖析、谐波照应剖析及随机振动照应剖析。
3.结构非线性剖析结构非线性造成结构或部件的照应随外载荷不成比例变动。
ANSYS程序可求解静态和瞬态非线性疑问,包括资料非线性、几何非线性和单元非线性三种。
4.能源学剖析ANSYS程序可以剖析大型三维柔体运动。
当运动的积攒影响起关键作用时,可经常使用这些配置剖析复杂结构在空间中的运动个性,并确定结构中由此发生的应力、应变和变形。
5.热剖析程序可处置热传递的三种基本类型:传导、对流和辐射。
热传递的三种类型均可启动稳态和瞬态、线性和非线性剖析。
热剖析还具有可以模拟资料固化和熔解环节的相变剖析才干以及模拟热与结构应力之间的热-结构耦合剖析才干。
6.电磁场剖析关键用于电磁场疑问的剖析,如电感、电容、磁通量密度、涡流、电场散布、磁力线散布、力、运动效应、电路和能量损失等。
还可用于螺线管、调理器、发电机、变换器、磁体、减速器、电解槽及无损检测装置等的设计和剖析畛域。
7.流体能源学剖析ANSYS流体单元能启动流体能源学剖析,剖析类型可认为瞬态或稳态。
剖析结果可以是每个节点的压力和经过每个单元的流率。
并且可以应用后处置配置发生压力、流率和温度散布的图形显示。
另外,还可以经常使用三维外表效应单元和热-流管单元模拟结构的流体绕流并包括对流换热效应。
8.声场剖析程序的声学配置用来钻研在含有流体的介质中声波的流传,或剖析浸在流体中的固体结构的灵活个性。
这些配置可用来确定音响话筒的频率照应,钻研音乐大厅的声场强度散布,或预测水对振动船体的阻尼效应。
9.压电剖析用于剖析二维或三维结构对AC(交流)、DC(直流)或恣意随期间变动的电流或机械载荷的照应。
这种剖析类型可用于换热器、振荡器、谐振器、麦克风等部件及其它电子设施的结构灵活性能剖析。
可启动四种类型的剖析:静态剖析、模态剖析、谐波照应剖析、瞬态照应剖析软件关键包括三个局部:前处置模块,剖析计算模块和后处置模块。
前处置模块提供了一个弱小的实体建模及网格划分工具,用户可以繁难地结构有限元模型;ANSYS的前处置模块关键有两局部内容:实体建模和网格划分。
●实体建模 ANSYS程序提供了两种实体建模方法:自顶向下与自底向上。
自顶向下启动实体建模时,用户定义一个模型的最初级图元,如球 、棱柱,称为基元,程序则智能定义相关的面、线及关键点。
用户应用这些初级图元间接结构几何模型,如二维的圆和矩形以及三维的块 、球、锥和柱。
无论经常使用自顶向下还是自底向上面法建模,用户均能经常使用布尔运算来组合数据集,从而“雕塑出”一个实体模型。
ANS YS程序提供了完整的布尔运算,诸如相加、相减、相交、宰割、粘结和堆叠。
在创立复杂实体模型时,对线、面、体、基元的布尔操作 能增加相当可观的建模上班量。
ANSYS程序还提供了拖延、加长、旋转、移动、加长和拷贝实体模型图元的配置。
附加的配置还包括 圆弧结构、切线结构、经过拖延与旋转生成面和体、线与面的智能相交运算、智能倒角生成、用于网格划分的硬点的建设、移动、拷贝和 删除。
自底向上启动实体建模时,用户从最低级的图元向上结构模型,即:用户首先定义关键点,而后依次是相关的线、面、体。
●网格划分 ANSYS程序提供了经常使用方便、高品质的对CAD模型启动网格划分的配置。
包括四种网格划分方法:加长划分、映像划分、自在 划分和自顺应划分。
加长网格划分可将一个二维网格加长成一个三维网格。
映像网格划分准许用户将几何模型合成成繁难的几局部,而后 选用适宜的单元属性和网格控制,生成映像网格。
ANSYS程序的自在网格划分器配置是十分弱小的,可对复杂模型间接划分,防止了 用户对各个局部区分划分而后启动组装时各局部网格不婚配带来的费事。
自顺应网格划分是在生成了具有边界条件的实体模型以后,用户 批示程序智能地生成有限元网格,剖析、预计网格的团圆误差,而后从新定义网格大小,再次剖析计算、预计网格的团圆误差,直至误差 低于用户定义的值或到达用户定义的求解次数。
剖析计算模块包括结构剖析(可启动线性剖析、非线性剖析和高度非线性剖析)、流体能源学剖析、电磁场剖析、声场剖析、压电剖析以及多物理场的耦合剖析,可模拟多种物理介质的相互作用,具有灵便度剖析及提升剖析才干;后处置模块可将计算结果以黑白等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、平面切片显示、透明及半透清楚示(可看到结构外部)等图形方式显示进去,也可将计算结果以图表、曲线方式显示或输入。
软件提供了100种以上的单元类型,用来模拟工程中的各种结构和资料。
该软件有多种不同版本,可以运转在从团体机到大型机的多种计算机设施上,如PC,SGI,HP,SUN,DEC,IBM,CRAY等。
目前最新版本 ANSYS 12.0同级别的软件还有ADINA、ABAQUS、MSC等,ADINA和ABAQUS在非线性计算配置方面比ANSYS强,ABAQUS没有流体计算模块,ADINA不能做电磁剖析然而ADINA是目前做流固耦合最好的软件。
●载荷在ANSYS中,载荷包括边界条件和外部或外部作使劲函数,在不同的剖析畛域中有不同的表征,但基本上可以分为6大类:自在度解放、力(集中载荷)、面载荷、体载荷、惯性载荷以及耦合场载荷。
1、自在度解放(DOF Cinstraints):将给定的自在度用已知量示意。
例如在结构剖析中解放是指位移和对称边界条件,而在热力学剖析中则指的是温度和热通量平行的边界条件。
2、力(集中载荷)(Force):是指施加于模型节点上的集中载荷或许施加于实体模型边界上的载荷。
例如结构剖析中的力和力矩,热力剖析中的热流速度,磁场剖析中的电流段。
3、面载荷(Surface Load):是指施加于某个面上的散布载荷。
例如结构剖析中的压力,热力学剖析中的对流和热通量。
4、体载荷(Body Load):是指体积或场载荷。
例如须要思考的重力,热力剖析中的热生成速度。
5、惯性载荷(Inertia Loads):是指由物体的惯性而惹起的载荷。
例如重力减速度、角速度、角减速度惹起的惯性力。
6、耦合场载荷(Coupled-field Loads):是一种不凡的载荷,是思考到一种剖析的结果,并将该结果作为另外一个剖析的载荷。
例如将磁场剖析中计算获取的磁力作为结构剖析中的力载荷。