《Fluent软件介绍及其在机械行业中的应用课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Fluent软件介绍及其在机械行业中的应用课件（74页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Fluent软件介绍及其在机械行业中的应用,王伟 流体工程师,目录,Fluent建模分析流程 案例分析 Fluent功能及特点 典型用户及技术服务,流体分析基本流程,CFD模拟流程：,Fluent模拟分析流程,Fluent模拟分析流程,Fluent模拟分析操作流程,目录,Fluent建模分析流程 案例分析 Fluent功能及特点 典型用户及技术服务,液力变矩器案例分析,问题描述 计算网格 边界条件 数值算法 计算过程 计算结果,问题描述,液力变矩器内流体物性（油）： 流体密度=0.816 g/cm3 = 816 kg/m3 粘性系数=7.0 cSt 0.005712 Pas,求解分析： 1 液
2、力变矩器流场、压力场？ 2 液力变矩器矩比、效率？,液力变矩器案例分析,泵轮/涡轮/导轮独立生成网格 各轮均为高质量全六面体网格,计算网格,液力变矩器案例分析,计算网格,液力变矩器案例分析,各轮交界面： Pump Turbine Turbine Stator Stator Pump 壁面条件： No-Slip 条件，Smooth wall 内环/外环/叶片（Hub/Shroud/Blade） 转速： 泵轮2600rpm，涡轮2080rpm,边界条件,液力变矩器案例分析,有限体积法 基于压力求解器SIMPLE算法 高精度求解格式 SST湍流模型 软件自动设置初始条件,数值方法,计算结果：转矩和效
3、率,速比：e = No/Ni = 0.8 (已知) 矩比： t = To/Ti = 1.084 效率：= t e = 0.867,液力变矩器全周转矩和效率：,计算结果：3D流线,涡轮压力面方向视图,涡轮吸力面方向视图,涡轮叶片,可以清晰观察到泵轮吸力面3D涡流,计算结果：3D叶片表面流线,涡轮压力面方向视图,涡轮吸力面方向视图,涡轮叶片,可以清晰观察到泵轮和涡轮吸力面流动边界分离,计算结果：子午面压力分布,泵轮,涡轮,导轮,循环流道内的整体泵压(压差)约为0.32MPa,计算结果：全场3D压力分布,泵轮,泵轮叶片,涡轮,涡轮叶片,计算结果：液力变矩器性能曲线,通过批处理计算获得液力变矩器性能曲
4、线：,计算结果：三种速比工况速度对比,速比0.0,速比0.4,速比0.8,计算结果：三种速比工况压力对比,子午面,速比0.0,速比0.4,速比0.8,计算结果：小结,典型工况结果：速比0.8时，矩比1.084，效率为0.867； 如果能够通过优化叶型避免泵轮涡流和涡轮吸力面流动边界分离，则此液力变矩器的效率可以得到进一步提高； 根据所得液力变矩器性能曲线，速比为0.8时效率最高.,问题描述,已知： 1 实体模型如右图（Parasolid创建） 大小：308476（mm） 2 工作流体介质：空气 流体密度= 1.26kg/m3 粘性系数=1.7894e-05kg/(m-s) 3 弹簧预紧力=7.
5、0N，弹簧刚度=470N/m,求解分析： 1阀门的详细流动特性（压力、速度）？ 2阀门的P-Q特性曲线，及压力与阀门开度关系曲线？,阀门案例分析,数值算法 基于有限体积法 基于压力的非定常隐式求解器 K-E湍流模型 UDF控制运动程序,阀门案例分析,阀门案例分析,计算模型,阀门案例分析,纯四面体,计算网格,阀门案例分析,阀门壁面压力场分布,内部切面压力场分布,阀门案例分析,阀门案例分析,阀门壁面压力场分布,内部切面压力场分布(局部),阀门案例分析,流线图,阀门案例分析,流线图,阀门案例分析,速度矢量图,阀门案例分析,速度矢量图（局部）,压力流量曲线,阀门性能曲线,通过批处理计算获得阀门性能曲线
6、： 计算工况：Fini7.0N，KSpring470N/m,压力开度曲线,阀门模拟案例总结,本案例采用Fluent软件，对一个双向阀门的打开过程进行数值模拟，其过程如下： 1、初步计算阀门打开临界压力 2、计算阀门运动部件对所设定的进口压力的响应变化，得到了阀门的通过流量、关键位置的压力脉动、阀门的开度等阀门性能的关键数据。 3、考虑不同的进口压力，监测了阀门流量、开度的对应关系，得到了阀门关键性能曲线。 本案例的计算结果，可以作为所设计阀门的性能指标验证，并帮助进行阀门的设计和优化。,机车冷却装置案例分析,计算几何,机车冷却装置案例分析,计算网格,整体网格,局部区域（风扇、筋板）网格,风扇叶
7、片网格,机车冷却装置案例分析,边界条件： 1）进口：定义压力出口边界条件，相对压力为0； 2）出口：定义为压力进口边界条件，相对压力为0； 3）纵向对称面：定义为Perio条件，表示为周期对称边界； 4）风扇罩：定义为带旋转的固壁（Wall）边界条件，旋转速度为风扇 转速； 5）电机的旋转面：定义为带旋转的固壁（Wall）边界条件，转速为风扇转速，转速为1391r/min ；,机车冷却装置案例分析,散热器表面压力分布,散热器迎风面压力分布,风扇进风、出风口压力分布云,风扇叶片压力分布云图,机车冷却装置案例分析,风扇进风、出风口轴向速度分布云图,散热器迎风面速度矢,流线分布图,汽车噪声,计算网格
8、,汽车噪声,汽车表面压力分布,汽车噪声,车声噪声分布,汽车噪声,表面噪声,汽车噪声,Lilleys 噪声源,目录,Fluent建模分析流程 案例分析 Fluent功能及特点 典型用户及技术服务,流体分析基本流程,CFD模拟流程：,ANSYS Fluent ANSYS CFX,ANSYS ICEM CFD,ANSYS ICEM CFD,作为专业的前处理软件，ANSYS ICEM CFD为所有世界流行的CFD软件提供高效可靠的分析模型。它拥有强大的CAD模型修复能力、自动中面抽取、独特的网格“雕塑”技术、网格编辑技术以及广泛的求解器支持能力。,ICEM CFD 前处理器,(一)友好的用户环境,IC
9、EM CFD 前处理器,(二)广泛的输入输出接口,求解器输出接口,几何输入接口,(三)灵活的几何模型处理工具,ICEM CFD 前处理器,几何拓扑诊断 提取表面拓扑 修复间隙、封闭边界 简化数据,ICEM CFD 前处理器,ICEM CFD 前处理器,(四)先进的网格生成技术,四面体 八叉树法(octree) 六面体 雕塑技术(blocking) 棱柱层 边界层捕捉 金字塔 混合网格过度,ICEM CFD 前处理器,八叉树法网格划分思想,ICEM CFD 前处理器,(四)先进的网格生成技术,四面体 八叉树法(octree) 六面体 雕塑技术(blocking) 棱柱层 边界层捕捉 金字塔 混合
10、网格过度,ICEM CFD 前处理器,六面体网格划分思想,ICEM CFD 前处理器,(四)先进的网格生成技术,四面体 八叉树法(octree) 六面体 雕塑技术(blocking) 棱柱层 边界层捕捉 金字塔 混合网格过度,棱柱层,ICEM CFD 前处理器,(五)强大的网格编辑功能,强大网格的光滑处理 合并网格 局部细化和粗化,网格细化,流体分析基本流程,CFD模拟流程：,ANSYS Fluent ANSYS CFX,ANSYS ICEM CFD,Fluent简介,FLUENT是全球领先的商用流体分析软件，它采用流体动力学（CFD）的数值模拟技术，为全球范围内的各个行业的工程师提供流体问题
11、的解决方案，是当今全球应用范围最广泛，功能强大的商业CFD软件。,设计定位 软件群的设计思想,Fluent特点,模型丰富 凡跟流体，热传递及化学反应等有关的工业均可使用 户界面友好 完全的WINDOWS风格 算法健壮 压力求解器，密度求解器 易学、易用 完善的用户自定义接口 UDF，UDS，UDM,丰富的物理模型,FLUENT,Fluent应用行业,Fluent特点,模型丰富 凡跟流体，热传递及化学反应等有关的工业均可使用 户界面友好 完全的WINDOWS风格 算法健壮 压力求解器，密度求解器 易学、易用 完善的用户自定义接口 UDF，UDS，UDM,Fluent特点,功能菜单,树目栏,选择编
12、辑面板,显示窗口,消息窗口,Fluent特点,模型丰富 凡跟流体，热传递及化学反应等有关的工业均可使用 户界面友好 完全的WINDOWS风格 算法健壮 压力求解器，密度求解器 易学、易用 完善的用户自定义接口 UDF，UDS，UDM,Fluent特点,目录,Fluent建模分析流程 案例分析 Fluent功能及特点 典型用户及技术服务,航空航天 船舶工业 兵器工业 核能工业 电子通讯 汽车工业 钢铁冶金 铁道建设 铁路机车,土木建筑 机械制造 石化容器 水电能源 地质采矿 电器体育 生物医学 高等院校 科研院所,集团用户 中国铁路机车车辆工业总公司，40多家 中国压力容器标准化技术委员会，70
13、多家,总数：+3700 商业用户：+2600 高校用户：+1100,中国用户分布,国外客户,DAIMLERCHRYSLER,总 部：北京 分公司：12+1 总人数：600+人 技术人员：360+人,全国分公司,资料 中文技术资料，中文期刊 总部提供的全套手册及案例 系统支持 安装、测试、维护 日常技术支持 技术支持专用信箱、电话、传真 网站用户专区、用户投诉处理机制 培训 基础培训、高级培训、专题培训 全国定期培训班 技术交流 用户年会、行业会议、产品发布会 不定期的技术巡演 用户现场回访服务 每个用户每年至少现场回访一次,安世亚太用户现场服务记录表,常规服务,项目领航 确定项目方案 关键技术
14、培训 提供类似案例 疑难解答 项目咨询 领航员计划 联合攻关 分析项目承接 用户现场定点指导 协助建立企业分析规范 客户化开发 开发技术培训 定制仿真向导及向导库 定制仿真模版及模版库 定制设计/仿真流程及流程库 第三方软件集成及接口 人才培养 短期工作、仿真实验室 支援内部培训（人力、资料、软件） CAE人才梯队建设规划 人才推荐 近200所高校教学计划 ANSYS分析师认证计划,个性化服务,Fluent求解器全方位的优势 前处理器： ICEM CFD CFD界领先的优秀网格功能 求解器: Ansys Fluent 高精度数值格式与丰富物理模型 先进的湍流模型 先进而多样化的求解策略和离散格式 先进二次开发接口（udf） 优异的并行计算 完全的WINDOWS风格,Fluent小结,Thank you very much! ,
