MVH 发表于 2005-7-3 14:15

[转帖]ANSYS CHINA官方更新技巧及问答

如何将扩散管的入口速度测量结果用作CFX的入口边界条件
对一个扩散管的入口速度进行了实验测量,并打算把测量所得到的结果用作CFX 计算的入口边界条件,怎么做?怎么样才能够在CFX 中引入实验数据而非公式做为入口边界条件呢?

只需要创建并使用一个边界条件分布文件就可以了,文件的格式非常简单,就是一个有文件头的CSV 文件。

一个简单的办法是用CFX5.7 把你需要的截面变量分布文件输出,并以此为基础创建自己的变量分布文件。具体要输出入口边界的操作是这样的:
1) 点击“文件”->“输出”命令,在类型中选择“BC”变量分布而不是“通用”或者别的;
2) 选择你要输出的变量;
3) 点击“OK”;然后打开“profilefile.scv”文件,保持原有格式和单位。以此文件做为模板,你就可以创建自己的“profilefile.scv”文件了。

[ 本帖最后由 xuruikl 于 2007-10-23 21:46 编辑 ]

MVH 发表于 2005-7-3 14:15

“small equation solver pivot terms.”错误提示怎么理解?
pivot 是主元的意思(参见高斯消去法)。
小主元意味着:系数矩阵欠秩(参考线性代数)。
系数矩阵欠秩意味着:结构约束不足。
结构约束不足意味着:请检查模型!

MVH 发表于 2005-7-3 14:15

电磁分析中永磁体需要设置哪些材料特性
需要设置MUr (MURX)或B-H曲线(TB命令),
Hc(矫顽力矢量MGXX,MGYY)。

MVH 发表于 2005-7-3 14:15

在ANSYS中初应力场的获得和施加过程
初应力场的处理一直是长期困扰我们分析工程师的课题,特别是在岩土工程中更是经常遇到。以下以一重力场为例,详细描述了在ANSYS中初应力场的获得和施加过程,并给出了具体的命令流。

!获取重力场初应力文件try01.ist
/filname,try01,1
/prep7
et,1,42
mp,ex,1,2e11
mp,nuxy,1,0.3
mp,dens,1,7800
blc4,,,1,2
esize,0.1
amesh,all
fini

/solu
nsel,s,loc,y,
d,all,uy
nsel,s,loc,x,
nsel,a,loc,x,1,
d,all,ux
alls
acel,,10,
lswrite,1
solv
fini

/post1
plnsol,s,eqv
fini

!全部结点全约束,读初应力文件try01.ist
!计算节点反力就是重力场作用下的等效节点力
/filname,try02,1
/solu
acel,
d,all,all
isfile,read,try01,ist,,2
solv
fini

/post1
plnsol,s,eqv
fini

!施加等效节点力,将计算结果与重力作用的结果进行比较。完全吻合。
/filname,try03,1
/solu
lsclear,all
nsel,s,loc,y,
d,all,uy
nsel,s,loc,x,
nsel,a,loc,x,1,
d,all,ux
alls
ldread,reac,1,1,,,'try02','rst',
solv
fini

/post1
plnsol,s,eqv
fini

MVH 发表于 2005-7-3 14:16

Ansys China用户服务区文章

在ANSYS5.6中如何施加函数变化的表面载荷

ANSYS5.7版本具有函数加载功能,可以很方便地在模型表面施加函数变化的各种载荷,在ANSYS5.6版本中,也可以通过变通的方式来实现此功能,其思路是:
首先选定所要施加函数变化表面载荷的表面上的节点,利用ANSYS的参数数组和嵌入函数知识写一简单的命令流,定义好相应节点位置的面载荷值,然后通过在节点上施加面载荷来完成。
下面以在一圆柱表面施加函数变化载荷为例:
/prep7
et,1,45
cyl4,,,0.5,,,,3
vsweep,all
asel,s,loc,y,0.01,1
nsla
!
*get,nmax,node,,num,max,
*get,nmin,node,,num,min,
*afun,deg
*dim,t1,array,nmax,1,1,
csys,1
*do,k,nmin,nmax
*if,nsel(k),eq,1,then
t1(k)=1000*sin(ny(k))
*else
t1(k)=0
*endif
*enddo
!
sffun,pres,t1(1)
sf,all,pres,0

MVH 发表于 2005-7-3 14:16

ANSYS后处理中如何显示三维实体模型表面结果云图和等值线
(1)将需要显示表面结果的三维实体模型的某些表面上的节点选出(Utility>Select)
(2)将显示方式POWRGRPH设置为OFF(命令:/GRAPHICS,FULL)
(3)在/Post1下,绘制结果云图;或者在PlotCtrls>Device Options>Vector Mode…ON(命令/device,vector),可以绘制等值

MVH 发表于 2005-7-3 14:16

膜元Shell41是否能作大变形分析
膜元Shell41可以用于大变形分析。但是膜元shell41在处理大变形问题时必须采用三角形单元,因为四边形单元会产生跷曲(warping),所以在划分网格时请选Tri。

MVH 发表于 2005-7-3 14:16

在7.0中,ESURF命令在 SOLID45 网格表面定义TARGE170单元时单元法向不正确,为什么
这主要是由于生成单元时的图形显示错误。例如,退化四面体SOLID45单元导致生成退化的三角形TARGET170单元,退化的三角形TARGET170单元的中节点编号都是零,这些零节点编号导致不正确的外法向定义。下面的命令流文件可以在ANSYS 7.0中再现上述问题,但ANSYS 7.1中这已经得到更正。

!test.inp input file
fini
/clear
/prep7
et,1,95
et,2,63
et,3,170
bloc,0,1,0,1,0,1
lesi,1,,,3
lesi,3,,,4
type,2
amesh,1
type,1
mshk,0
msha,1
vmesh,all
acle,all
nsel,s,loc,x,0
nsel,a,loc,z,0
type,3
esurf,all
esel,s,ename,,170
/view,1,,1
/psym,esys,1
/rep

MVH 发表于 2005-7-3 14:17

如何定制Beam188/189单元的用户化截面
ANSYS提供了几种通用截面供用户选用,但有时不能满足用户的特殊需求。为此,ANSYS提供了用户创建截面(库)的方法。如果你需要创建一个非通用横截面,必须创建一个用户网格文件。具体方法是,首先创建一个2-D实体模型,然后利用SECWRITE命令将其保存(Main Menu>Preprocessor>Sections> -Beam-Write Sec Mesh)。该过程的细节如下:

1. 创建截面的几何模型(二维面模型)。
2. 选择菜单Main Menu>Preprocessor>Sections>-Beam-Write Sec Mesh,弹出一个拾取窗口,单击Pick All拾取包含区格的所有面。
3. 弹出Write Section Library File对话框,File Name域填入一个未用过SECT文件名,Drives域指定一个截面文件存放驱动器,Directories域指定一个截面文件存放目录,然后单击按钮OK,完成用户截面文件建立。

一旦完成上述工作,用户可以在以后分析中读取用户网格文件 (Main Menu > Preprocessor > Sections > -Beam-Read Sect Mesh),定义成适当的截面ID号,就与通用梁完全一致。要想检查用户截面,只要绘制截面(网格)图(Main Menu>Preprocessor>Sections>Plot Section)或者列表截面属性(Main Menu>Preprocessor>Sections>List Sections)。

MVH 发表于 2005-7-3 14:17

如何快速删除游离的关键点,线,面等几何元素
以关键点为例:preprocessor>modeling>delete>keypoints, 之后选择all, 由于非游离的关键点和线,面,体直接关联,会有警告信息出现: 非游离的关键点不能删除,多次点击警告信息的ok键(缺省5次)程序会自动删除剩余的游离的关键点。

该技巧同样适用于线,面.

MVH 发表于 2005-7-3 14:17

以面积为权重的加权平均应力计算
通过有限元计算可以得到结构在所承受载荷下各个位置的应力分布。如何根据这些工作应力来对结构进行安全性、可靠性评估,有各种各样的评判准则。在某些行业里,需要计算结构关于面积的加权平均应力,用该应力来对结构进行强度评判,例如飞轮等设备。在飞轮的强度计算中,大多可以简化为平面或轴对称模型。ANSYS计算可以得到结构各节点、单元的应力,加权平均应力可以采用APDL语言编制一段小程序计算得到。下面给出了一个采用2-D分析?扑阋悦婊??ㄖ氐募尤ㄆ骄?α?扑愕囊欢纬绦颉?/P>

/post1
nee=4
*get,nmax,node,,count
*get,emax,elem,,count
area_total=0
s_area_t=0
*do,i,1,emax

*get,area_e,elem,i,area
se_av=0
*do,ii,1,nee

*get,sz_e,node,nelem(i,ii),s,z
se_av=se_av+sz_e

*enddo
se_av=se_av/nee
s_area=se_av*area_e
s_area_t=s_area_t+s_area
area_total=area_total+area_e

*enddo
s_a_v=s_area_t/area_total

MVH 发表于 2005-7-3 14:17

在ANSYS70、ANSYS71等版本中,通过GUI方式将数组的数据写出到文件中总有问题,如何解决
可能是程序BUG,请用以下命令流方式写出,在ANSYS81中已能顺利的将数组数据写出到文件中。

*dim,xx,array,20,1,1
*dim,yy,array,20,1,1
*dim,zz,array,20,1,1
*do,i,1,20
xx(i)=i
yy(i)=i*i
zz(i)=i*i*i
*enddo

*CREATE,ansuitmp
*CFOPEN,'mydata','txt',' '
*VWRITE,xx(1,1),yy(1,1),zz(1,1), , , , , , ,
(3f13.3)
*CFCLOS
*END
/INPUT,ansuitmp

MVH 发表于 2005-7-3 14:17

如何进行盛水水箱的模态分析
这是一个流固耦合模态分析的典型事例,采用ANSYS/MECHANICAL可以完成。处理过程中需要注意以下几个方面的问题:
1、单元的选择;
2、流体材料模式;
3、流固耦合关系的定义;
4、模态提取方法。

一实例,水箱采用SHELL63单元,水箱中的水采用FLUID30单元,以下即为整个流固耦合模态计算的命令流文件:
length=1
width=0.6
height=0.8
/prep7
et,1,63
et,2,30 !选用FLUID30单元,用于流固耦合问题
r,1,0.01
mp,ex,1,2e11
mp,nuxy,1,0.3
mp,dens,1,7800
mp,dens,2,1000 !定义Acoustics材料来描述流体材料-水
mp,sonc,2,1400
mp,mu,2,
!
block,,length,,width,,height
esize,0.1
mshkey,1
!
type,1
mat,1
real,1
asel,u,loc,y,width
amesh,all
alls
!
type,2
mat,2
vmesh,all
fini

/solu antype,2
modopt,unsym,10 !非对称模态提取方法处理流固耦合问题
eqslv,front
mxpand,10,,,1
nsel,s,loc,x,
nsel,a,loc,x,length
nsel,r,loc,y
d,all,,,,,,ux,uy,uz,
nsel,s,loc,y,width,
d,all,pres,0
alls
asel,u,loc,y,width,
sfa,all,,fsi !定义流固耦合界面
alls
solv
fini

/post1
set,first
plnsol.u,sum,2,1
fini

MVH 发表于 2005-7-3 14:18

ANSYS/Flotran对考虑转子旋转影响的电机流场、温度场耦合分析的解决方案

基本思路

我们知道,ANSYS/FLOTRAN是一个基于有限元方法的流体、热流分析程序,可以很好地解决流体的流动和流、固耦合传热等问题。

对于电机,需要分析电机内流体的流动,转子、定子因电磁影响产生热量,这些热量导致定转子的温升,这些温升又通过流体的流动(包括冷却器的影响)带走一些热量,使得电机定转子得到冷却,这就需要对流体和固体(定子、转子)进行热分析。在流体、热分析中,需要考虑转子旋转产生的影响。

在考虑转子发热的电机中,转子必须包括在分析模型中(要计算其热生成、与流体的热交换),转子又是旋转的,那么在FLOTRAN中如何考虑转子的旋转呢?我们可以把转子当作一种流体(或者多种流体—转轴、铁芯、线圈、阻尼绕组等),把已知的转动作为已知的速度条件施加在转动区域。实际上,在电机内有空气这种流体,在把转子,包括转轴、铁芯、线圈、绝缘、阻尼绕组等也作为流体,它们物性不同,并且差异很大,显然不能够作为一种流体来考虑,解决这个问题的办法是采用FLOTRAN的多组份分析,把空气和转子的转轴、铁芯、线圈、绝缘、阻尼绕组等作为不同的流体组份,那么就可以区分不同的物性了。

需要注意的是:
(1) 通过命令IC指定各组份的初始质量比;
(2) 不要激活多组份求解项,也就是说流体各组分之间不扩散,在整个求解过程中,保持初始组份条件;
(3) 指定组份类型为混合类型;
(4) 指定组份物性为可变的;
(5) 指定流体的初始物性(可以任意指定);
(6) 指定各组份的物性(可以是常数类型)。

基本过程及处理要点

1 模型

·几何模型
建立电机的几何模型,最好是参数化。也可以通过CAD建立。

模型中,需要包括电机的转子、定子、机座、空气,电机内的冷却器可以不考虑,但是转子上的风扇需要建立。并且把转子的铁芯、线圈、绝缘、阻尼绕组、转轴需要分离,不要把它们Add 在一起。定子也是如此。

模型中可以忽略对流动、热没有影响或者影响比较小,或者可以通过其它方式处理和模拟的部件,例如电机内的冷却器模型可以忽略,通过其它方式考虑它的影响。

总之,模型尽可能简化,以便得到较好的网格,同时降低计算规模。

·单元
流体和固体全部采用单元Flotran142。

单元类型号可以全部为1。

在单元选项中设定组份数,空气作为第一种组份,转动部分按材料性质的不同分开,每种材料为一个组分,组份数为空气与转动部分材料数之和。注意,Flotran的组份数最多为6个组份,一般情况下是够用的。如果划分的总组份数超过了6,那么可以将转子上各部件按材料特性分类,相同或相近的归在一起,总之使总组份数不超过6即可。

·材料
通过MP命令,或者相应的GUI定义定子的材料,注意材料类型号大于1,也就是说可以从2开始。定子线圈、铁芯、机座等分开定义。流体的材料类型号为1。

空气以及转动部分的材料特性在流体材料特性中定义(后面详细介绍)。

·实常数的运用
在流体分析中,用实常数可以模拟风扇和阻尼模型。

在电机的分析中,同样可以用实常数来模拟它们。但是,电机内的风扇通常是安装在转动部件上随着转子一起旋转,如果用Flotran中的风扇模型来模拟,比较困难。所以最好的办法就是建立实际的或者近似的固体模型,与转子的转轴一起作为一个组份,并且施加旋转速度。

另外,可以定义空的实常数号来区别转子上不同材料的部件,如转子线圈、铁芯等。

·网格划分
网格划分满足流体分析的基本要求。考虑到流体与固体材料物性差异很大,所以流体与固体交接区域保证一定的密度。

2 边界条件与载荷

·流动边界条件
空气的进口给速度或者相对压力;
空气的出口给速度或者相对压力;
空气与固体(定子)交接面,不用指定边界条件,程序自动指定固壁条件;
转子部分,按照流体处理,给定旋转速度(通过命令流的方式,按不同的径向位置施加切向速度),轴向指定一个很小的速度;

·热边界条件
空气的进口指定温度(环境温度);
定子机座外壳(外表面)指定与环境空气的对流边界条件;
如果机座外壁有其它冷却系统,可以在对应位置施加热流边界;
转轴的两端(可能裸露在外部),采用缺省的热边界,按绝热考虑;
空气与转子、定子交接面不用考虑,程序计算它们的热交换情况;
注意:流体的进口和出口不要指定热流、对流边界条件。

·热载荷(热源)
电机定、转子线圈、铁芯上的热生成率通过电磁场计算得到(模型的网格要相同),然后读入电磁场结果文件,程序就把电磁场计算得到的热生成率施加到对应的单元上。如果知道定、转子各部件的热损耗(功率),可以转化成热生成率(单位体积上的功率)直接施加在相应的体或者单元上。

电机内的冷却器的影响,同样以热生成率的方式施加在冷却器所在位置的单元上。按照冷却器的功率与所施加单元的体积计算热生成率,需要注意,这个热生成率应该为负数,表明是一个吸热源。即冷却器为吸热元件。

3 初始条件的定义

由于将转动部件作为流体考虑,那么系统中就有多种流体存在,这种多种流体成份按照Flotran多组份考虑。在模型中需要定义组份的初始质量比。

通过命令IC指定各组份的初始质量比,给每一个组份一个识别号,例如空气为sp01,转子线圈为sp02,在实际空气(或者转子线圈)所在的区域指定组份sp01(或者sp02)的质量比为1.0,而其它组份在这个区域的质量比为0.0 。要保证流体区域每个位置组份质量比之和为1.0。

4 组份类型

组份类型采用混合类型(CMIX)。定义方式如下:
flda,prot,dens,cmix
flda,prot,visc,cmix
flda,prot,cond,cmix
flda,prot,spht,cmix

5 流体材料物性定义

·初始物性
流体材料的物性设置为可变的,方法如下:
flda,vary,dens,t
flda,vary,visc,t
flda,vary,cond,t
flda,vary,spht,t

由于流体材料物性可变,需要定义流体的初始物性,这些物性包括密度、导热系数、比热、粘性系数,需要给定初始值,初始值可以任意指定,也可以采用转子的某些材料或者空气的物性。方法如下:

flda,nomi,dens,初始密度
flda,nomi,visc,初始粘度
flda,nomi,cond,初始导热系数
flda,nomi,spht,初始比热

·真实材料的物性(如常数值)
在定义材料物性可变,并定义了初始物性后,需要指定流体各组份的实际的物性参数,例如按常数值考虑,定义方式如下:

msprop,n,spht,constant,value_sph
msprop,n,dens,constant,value_dens
msprop,n,cond,constant,value_cond
msprop,n,visc,constant,value_visc

其中,n=1,2,3…..,表示为第n种组份,value_sph、value_dens、value_cond、value_visc所对应材料的比热、密度、导热系数、粘度。

有多少组分就需要定义多少组。转动部件上的固体材料也按此定义,除了粘度外,需要输入对应材料的实际物性值,固体材料的粘度可以设定为一个大数,因为转子区域已经指定了全部的速度,它们的流动情况已知,不影响动量方程的求解,而在不考虑粘性生热的能量方程中,不需要粘度。

6 其它求解控制

求解的控制和参数选取,与通常的流固耦合传热分析一致,注意不要激活多组分输运求解,即在整个求解过程中,在流动区域保持初始的组份质量比不变,各种组份之间不相互扩散。命令:

flda,solu,spec,0/f

在流固耦合传热(共轭传热)分析中,由于流体和固体材料的热特性相差很大,常常为几个数量级,能量方程为严重的病态方程,求解过程中温度可能会出现比较大的震荡,甚至造成负温,为了避免这种情况,可以采用MSU算法:

flda,advm,temp,msu

MVH 发表于 2005-7-3 14:18

在ansys里mesh的aspect ratio太大,继续执行计算所得的计算结果是否正确
若在ansys里mesh的aspect ratio太大(软件在mesh完成后有出现warning),但是仍然继续执行计算,此部分所得的计算结果是否正确?若不正确有何解决方案?



一般在ansys有Warning的警告,可视为忽略,它通常只是警告你,这项警告有可能产生一些不好的影响,但仍可以求解。
至於计算结果是否正确?要视User分析的问题才能做判别。
至于解决方案,常用方式为Refine Mesh。
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