Ansys管道分析
基于ANSYS的管道流致振动分析
基于ANSYS的管道流致振动分析1 前言核电站管道系统布置中，大量采用孔板作为节流装置或流量测量装置。
孔板对流体的扰动会导致局部回流和旋涡的出现，引起管内的局部压力脉动，从而造成管道系统出现振动和噪声，严重情况下会导致结构开裂和流体泄漏，造成巨大经济损失。
为从根本上避免孔板诱发振动对结构完整性的威胁，需要在设计阶段就充分考虑流致振动影响，但由于流致振动问题的复杂性和技术手段的限制，目前缺乏可以指导工程设计的通用研究成果。
由于管道流体作用在管道结构上的流体激励是随机的，必须采用随机振动分析方法对管道响应进行计算。
本文利用孔板诱发流体脉动压力的试验测量结果，采用ANSYS 软件的随机振动分析功能，对孔板扰流诱发的管道振动响应进行了计算，并分析了脉动压力的相关性对管道振动响应的影响。
由于ANSYS 软件的随机振动分析功能有些理论和使用上的限制，文中还介绍了使用ANSYS 软件计算管道流致振动响应过程中的一些特殊处理方法。
2 孔板诱发脉动压力的功率谱密度在用随机振动理论对孔板诱发的管道流致振动响应进行计算之前，需要获得作用在管道内壁的脉动压力功率谱密度函数(PSD)。
本文在实验测量结果的基础上，根据均方值与自功率谱密度的关系式，通过推导及假设获得了脉动压力场所有位置的自功率谱密度;互功率谱密度根据ANSYS 程序中的空间相关模型获得。
关于实验的具体描述见参考文献，关于激励模型的建立见参考资料。
2.1 脉动压力的自功率谱密度实验测得的脉动压力均方值沿管道环向近似于均匀分布。
不同的轴向测点测得的均方值如图1 所示，图中反映了孔板对流体产生了明显局部扰动，且孔板对下游的扰动比上游大，产生的脉动压力的峰值产生在测点5 位置(孔板后158.4mm)。
忽略孔板影响范围之外的脉动压力，并根据均方值沿轴向的分布形式，假设均方根值由测点2 位置线性增加到测点5，再由测点5 线性减小到测点7。
注：孔板位置的横向坐标为0，测点沿流动方向排号，孔板前两个测点，孔板后6 个测点图1 各轴向测点处的压力脉动均方值由均方根值与自功率谱之间的关系，并根据均方根值上述的分布规律，认为脉动压力的自功率密度在同一管道截面上各个位置均相同，沿管道轴向的分布情况与均方值的分布情况一致，不同轴向位置处的自功率谱密度均由测点5 位置的自功率谱密度沿谱曲线的纵轴缩减得到，缩减比例由均方值沿管道的轴向分布确定。
ansys fluent中文版流体计算工程案例详解
ansys fluent中文版流体计算工程案例详解ANSYS Fluent是一种流体计算动力学软件，可用于解决各种流体力学问题。
本文将详细介绍ANSYS Fluent中文版的流体计算工程案例，包括案例的基本背景、模拟过程和结果分析。
这些案例旨在帮助用户深入了解ANSYS Fluent的使用方法和流体计算工程实践。
一个典型的案例是流体在管道中的流动。
该案例背景是，一根长直管道内有水流动，管道的直径为0.1米，长度为10米。
水的初始速度为1 m/s，管道的壁面是光滑的，管道两端的压差为100Pa。
现在需要使用ANSYS Fluent模拟该流体流动过程，并进一步分析不同参数对流动的影响。
首先，在ANSYS Fluent中创建一个新的仿真项目，并选择“仿真”模块。
在界面上点击“新建”按钮，在弹出的对话框中填写相应的参数，例如案例名称、计算器类型和尺寸单位。
点击“确定”后，进入模拟设置页面。
首先，需要定义获得流动场稳定解所需的物理模型和求解方法。
在“物理模型”选项卡中，选择“连续相”和“非恒定模型”。
在“湍流模型”中选择某种适合的模型，例如k-ε模型。
在“重力”选项卡中，定义流体的密度和重力加速度。
接下来，在“模型”选项卡中，定义管道的几何和边界条件。
选择“管道”作为流体领域的几何模型，并定义长度、直径和内壁面的润滑系数。
在“边界”选项卡中，定义管道两端的入口和出口条件，例如速度和压力。
将管道两端的压力差设置为100Pa，在入口处设置水的初始速度为1 m/s。
在出口处选择“出流”边界条件。
完成几何和边界条件的定义后，点击“模拟”选项卡进入模拟设置界面。
在“求解控制”中，设置计算时间步长和迭代次数。
选择合适的网格划分方法，并进行网格划分。
点击“网格”选项卡，选择合适的网格类型，并进行网格划分。
在划分网格后，可以使用“导入”按钮导入网格文件，并进行网格优化。
完成设置后，点击“计算”按钮开始进行模拟计算。
在计算过程中，可以实时观察流体场的变化情况，并通过Fluent Post-processing工具进行结果分析。
基于ANSYS的腐蚀压力管道的应力分析
１ ｅ ｄ ｒｎ ｅ ｄ ｎ ｎ ｔ ｓ ｒ ｃ ｓ ａ ｄ ｃ ｒｏ ｉｎ ｄ ｍａ ｅ ｎ ｅ ｒｔ ａ ａ ｉ ｉ ｐ ｏ ｉ ｅ ｒｅ ｅ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ１ ｉ ｕ ｇ ｗ ｌ ｉ ｇ ａ ｄ ｓ ｅ ｓ ｃ ａ ｋ ｏ ｒｓｏ ａ ｇ ，ａ ｄ ａ ｔ ｏｅ ｉｌ ｂ ｓ ｓ ｒｖ ｄ ｄ ｆ ｆ ｃｉ ｏ ｔ ． ｎ ｉ ｒ ｎ ｈ ｃ ｓ ｏ ｖ ｏ
芒
中现象加 剧 ， 易发 生破坏 。 更
参考 文献 ：
［］ 蒋 １ 奇， 隋青美 ， 高 瑞． 管道缺 陷漏磁场和缺 陷尺寸关 系的研
究［ ］ 无损检测 ，０５，７ ８ ：９ － ９ ． Ｊ． ２０ ２ （ ）３ ６ ３ ８
图 ８ 管 道应 力与腐蚀深度对应关系 曲线 图
［ ］ 张喜艳 ， ２ 谭跃刚． 管道缺陷漏 磁检测信号 的仿 真［ ］ 机械 ，０ ８ Ｊ． ２ ０
（ ）有 限元 计 算 结果 有 限元 计 算 结 果 如 表 １ ２
和 图 ２所示 。
道 内壁产 生均 匀腐 蚀 或 沿 轴 向产 生 沟槽 。因此 几 何 模 型 可简 化 为平 面应 变 问题 ， 文 采 用平 面 板 单 元 本 ｐａｅ２进 行模 拟分 析 Ｊ ｌ ４ ｎ 。无裂 缝模 型和 网格 划 分如
石 油 工程 建设 ，０ ５，１ ３ ：７ １． ２０ ３ （） １—９
ansys经典算例：稳态管道流体分析
ansys经典算例：稳态管道流体分析Fluid #2: Velocity analysis of fluid flow in a channel USING FLOTRAN Introduction:In this example you will model fluid flow in a channelPhysical Problem:Compute and plot the velocity distribution within the elbow. Assume that the flow is uniform at both the inlet and the outlet sections and that the elbow has uniform depth.Problem Description:The channel has dimensions as shown in the figureThe flow velocity as the inlet is 10 cm/sUse the continuity equation to compute the flow velocity at exitObjective:To plot the velocity profile in the channelTo plot the velocity profile across the elbowYou are required to hand in print outs for the aboveFigure:IMPORTANT: Convert all dimensions and forces into SI unitsSTARTING ANSYSC lick on ANSYS 6.1in the programs menu.S elect Interactive.T he following menu comes up. Enter the working directory. All your files will be stored in this directory. Also under UseDefault Memory Model make sure the values 64 for Total Workspace, and 32 for Database are entered. To change these values unclick Use Default Memory ModelMODELING THE STRUCTUREG o to the ANSYS Utility Menu (the top bar)Click Workplane>WP Settings…The following window comes up:o Check the Cartesian and Grid Only buttonso Enter the values shown in the figure above•Go to the ANSYS Main Menu (on the left hand side of the screen) and click Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>On Working PlaneCreate keypoints corresponding to the vertices in the figure. The keypoints look like below.Now create lines joining these key points.M odeling>Create>Lines>Lines>Straight lineT he model looks like the one below.Now create fillets between lines L4-L5 and L1-L2.C lick Modeling>Create>Lines>Line Fillet. A pop-up window will now appear. Select lines 4 and 5. ClickOK. The following window will appear:This window assigns the fillet radius. Set this value to 0.1 m.Repeat this process of filleting for Lines 1 and 2.The model should look like this now:N ow make an area enclosed by these lines.M odeling>Create>Areas>Arbitrary>By LinesS elect all the lines and click OK. The model looks like the followingThe modeling of the problem is done.ELEMENT PROPERTIESSELECTING ELEMENT TYPE:•Click Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete... In the 'Element Types' window that opens click on Add... The following window opens.•Type 1 in the Element type reference number.•Click on Flotran CFD and select 2D Flotran 141. Click OK. Close the Element types window.•So now we have selected Element type 1 to be solved using Flotran, the computational fluid dynamics portion of ANSYS. This finishes the selection of element type.DEFINE THE FLUID PROPERTIES:•Go to Preprocessor>Flotran Set Up>Fluid Properties.•On the box, shown below, set the first two input fields as Air-SI, and then click on OK. Another box will appear. Accept the default values by clicking OK.•Now we’re ready to define the Material PropertiesMATERIAL PROPERTIESWe will model the fluid flow problem as a thermal conduction problem. The flow corresponds to heat flux, pressure corresponds to temperature difference and permeability corresponds to conductance.Go to the ANSYS Main MenuClick Preprocessor>Material Props>Material Models. The following window will appearAs displayed, choose CFD>Density. The following window appears.Fill in 1.23 to set the density of Air. Click OK.Now choose CFD>Viscosity. The following window appears:Now the Material 1 has the properties defined in the above table so the Material Models window may be closed. MESHING: DIVIDING THE CHANNEL INTO ELEMENTS:G o to Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>ManualSize>Lines>All Lines.I n the window that comes up type 0.01 in the field for 'Element edge length'.Now Click OK.Now go to Preprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Free. Click the area and the OK. The mesh will look like thefollowing.BOUNDARY CONDITIONS AND CONSTRAINTSGo to Preprocessor>Loads>Define Loads>Apply>Fluid CFD>Velocity>On lines. Pick the left edge of the outer block and Click OK. The following window comes up.E nter 0.1 in the VX value field and click OK. The 0.1 corresponds to the velocity of 0.1 meter per second of air flowingfrom the left side.R epeat the above and set the Velocity to ZERO for the air along all of the edges of the pipe. (VX=VY=0 for all sides)O nce they have been applied, the pipe will look like this:•Go to Main Menu>Preprocessor>Loads>Define Loads>Apply>Fluid CFD>Pressure DOF>On Lines.•Pick the outlet line. (The horizontal line at the top of the area) Click OK.•Enter 0 for the Pressure value.•Now the Modeling of the problem is done.SOLUTIONG o to ANSYS Main Menu>Solution>Flotran Set Up>Execution Ctrl.•The following window appears. Change the first input field value to 300, as shown. No other changes are needed. Click OK.G o to Solution>Run FLOTRAN.W ait for ANSYS to solve the problem.C lick on OK and close the 'Information' window.POST-PROCESSINGPlotting the velocity distribution…Go to General Postproc>Read Results>Last Set.Then go to General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solution. The following window appears:•Select DOF Solution and Velocity VSUM and Click OK.•This is what the solution should look like:•Next, go to Main Menu>General Postproc>Plot Results>Vector Plot>Predefined.The following window will appear:•Select OK to accept the defaults. This will display the vector plot to compare to the solution of the same tutorial solved using the Heat Flux analogy. Note: This analysis is FAR more precise as shown by the followingsolution:•Go to Main Menu>General Postproc>Path Operations>Define Path>By Nodes•Pick points at the ends of the elbow as shown. We will graph the velocity distribution along the line joiningthese two points.•The following window comes up.•Enter the values as shown.•Now go to Main Menu>General Postproc>Path Operations>Map onto Path. The following window comes up.•Now go to Main Menu>General Postproc>Path Operations>Plot Path Items>On Graph.•The following window comes up.•Select VELOCITY and click OK.•The graph will look as follows:。
基于ANSYS的腐蚀管道的有限元分析
基于ANSYS的腐蚀管道的有限元分析摘要:本文应用有限元软件ANSYS对腐蚀管道进行承压分析,并分别仿真了腐蚀缺陷处的弹性失效、塑性失效和爆破失效压力,分析了腐蚀深度对三种失效模式的影响。
关键词:有限元软件ANSYS 服饰管道分析管道运输具有耗能少、成本低、效益好等优点。
随着管道服役年限的增长,油气管道会发生腐蚀穿孔给企业造成巨大的损失。
本文以含腐蚀缺陷的管道为研究对象,借助有限元软件ANSYS对管道在内压下弹塑性变形进行模拟,分析了腐蚀程度对管道承载能力的影响,对于及时采取降压、补强等技术措施,确保管道安全运行具有指导意义。
1 有限元模型1.1 失效准则由屈服准则实验结果的验证实验表明,一般韧性金属材料与von Mises准则符合较好,也就是说多数金属符合von Mises准则。
因此在本文的研究与分析中,采用von Mises塑性失效准则。
计算公式为:1.2 假定条件根据管线的特点,为了方便计算,进行了如下假定。
(1)管线材料具有塑性应力-应变状态。
（2)只考虑内压对管壁的作用。
(3)材料在屈服以后的硬化模量是常数。
1.3 模型机构和边界条件本文采用常见的管道腐蚀类型沟槽状腐蚀。
同时由于腐蚀缺陷破坏了管道的整体结构,不能采用壳单元。
由于实际管道很长,可以认为没有受到轴力的作用。
建模时采用三维实体结构,并使用solid185单元。
1.4 管体材料及性能参数1.5 腐蚀管段有限元模型2 仿真结果及分析内压从1 MPa开始,取步长为1 MPa,仿真完成后在通用后处理器中找出腐蚀处失效压力P,然后再取步长为0.1 MPa,在(P-1,P)区间内再次进行仿真计算,分别找出不同深度腐蚀的弹性失效压力、塑性失效压力和爆破失效压力。
结果如表2所示。
从仿真结果看,当腐蚀长度和宽度不变时,随着腐蚀深度的增加,管线的弹性失效、塑性失效和爆破失效压力明显降低。
失效压力与深度的尺寸关系表明,弹性失效压力由于有应力集中的影响,下降的比较快,而塑性失效压力和爆破失效压力则比较稳定,结果如表(图3)所示。
ansys工程实例(4经典例子)
输气管道受力分析（ANSYS建模）任务和要求：按照输气管道的尺寸及载荷情况,要求在ANSYS中建模，完成整个静力学分析过程。
求出管壁的静力场分布。
要求完成问题分析、求解步骤、程序代码、结果描述和总结五部分。
所给的参数如下：材料参数：弹性模量E=200Gpa; 泊松比0.26；外径R₁=0.6m；内径R₂=0.4m；壁厚t=0.2m。
输气管体内表面的最大冲击载荷P为1Mpa。
四.问题求解（一）．问题分析由于管道沿长度方向的尺寸远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的端面效应，认为在其长度方向无应变产生，即可将该问题简化为平面应变问题，选取管道横截面建立几何模型进行求解。
（二）．求解步骤定义工作文件名选择Utility Menu→File→Chang Jobname 出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM] Enter new jobname 输入栏中输入工作名LEILIN10074723，并将N ew log and eror file 设置为YES，单击[OK]按钮关闭对话框定义单元类型1)选择Main Meun→Preprocessor→Element T ype→Add/Edit/Delte命令，出现Element T ype 对话框，单击[Add]按钮，出现Library of Element types对话框。
2）在Library of Element types复选框选择S trctural、Solid、Quad 8node 82,在Element type reference number输入栏中出入1，单击[OK]按钮关闭该对话框。
3. 定义材料性能参数1）单击Main Meun→Preprocessor→Material Props→Material models出现Define Material Behavion 对话框。
选择依次选择S tructural、Linear、Elastic、Isotropic选项，出现Linear Isotropic Material Properties For Material Number 1对话框。
ANSYS-APDL命令流分析蒸汽管道
问题描述:一内外直径分别为d1=180mm,d2=220mm的蒸汽管道,管外包邮一层厚为d3=120mm的保温层.蒸汽管道导热系数为40W/m*K,保温层导热系数为0.1W/m*k,管道内蒸汽温度为t1=300℃,保温层外壁温度为t0=25℃,两侧对流换热系数α1=100W/m2*K,α0=8.5W/m2*K,管道长度为L=100mm,求通过单位管长的热量和保温层外表面的温度.理论计算:由传热学基本理论得:Q=(T1-T0)/(1/(2*PI*AP1*R1)+LOG(R2/R1)/(2*PI*LB1)+LOG(R3/R2)/(2*PI*LB2)+1/(2*PI*AP0*R3))=21 5.9W/mT wo=t0+Q/(2*PI*AP0*R3)=42.58℃命令流程序:/FILNAME,ZHENGQIGUANDAOCHUANRE/PREP7R1=0.09 (二维轴对称分析)R2=0.11R3=0.23L=0.1LB1=40LB2=0.1T1=300T0=25AP1=100AP0=8.5ET,1,PLANE55 !二维热实体,具有四个节点,每个节点只有一个温度自由度KEYOPT,1,3,1 !设置为轴对称分析:第一个”1”为材料号;第二个”3”指(Element behavior)K3;第三个”1”指Axisymmetric(0为plane)MP,KXX,1,LB1 !定义蒸汽管道传热系数MP,KXX,2,LB2RECTNG,R1,R2,0,L !建立蒸汽管道矩形RECTNG,R2,R3,0,L !建立保温层矩形AGLUE,ALL !粘贴ESIZE,0.01,0 !定义单元划分尺寸ASEL,S,,,1 !选择一号面AATT,1,1,1 !给一号面附于材料属性ASEL,S,,,3 !选择三号面AATT,2,1,1ALLSEL,ALLMSHKEY,2 !映射单元划分选项(0为自由划分;1为映射网格划分;2为如果可能则使用映射划分,否则使用自由网格划分,智能网格划分被抑制)AMESH,ALL !划分网格/PNUM,KP,0 !控制输出方式(也可用PLOT或POLTCTRLS_NUMBERING)/PNUM,LINE,0/PNUM,AREA,0/PNUM,VOLU,0/PNUM,NODE,1/PNUM,TABN,0/PNUM,SVAL,0/NUMBER,1/PNUM,MAT,1SFL,4,CONV,AP1,,T1 !在四号面上施加对流换热载荷,AP1为膜系数SFL,6,CONV,AP0,,T0FINISH/SOLUANTYPE,STATICTIME,1 !定义求解时间SOLVEFINISH/POST1 !进入后处理器SET,LAST !读入最后子步结果FLST,2,15,1 !”2”为第二个参数;”15”为路径上有15个节点;”1”为节点编号FITEM,2,1 !用POLTCTRLS_NUMBERING显示Y=0的节点,依次拾取FITEM,2,3FITEM,2,2FITEM,2,35FITEM,2,36FITEM,2,37FITEM,2,38FITEM,2,39FITEM,2,40FITEM,2,41FITEM,2,42FITEM,2,43FITEM,2,44FITEM,2,45FITEM,2,34PATH,RR2,23,30,20 !建立径向路径PPATH,P51X,1PATH,STATPDEF,TRR,TEMP,,AVG !向路径上映射温度分析结果PLPATH,TRR !显示路径温度变化曲线图PLPAGM,TRR,1,BLANK !显示径向温度分布云图(二维)PLNSOL,TEMP,,0 !显示径向温度分布云图(三维)/EXPAND,27,AXIS,,,10 !扩展至3/4圆柱体:”10”为每10度为单位,”27”为27*10=270度即3/4圆柱;AIXS是关于Y轴做如上旋转扩展PLNSOL,TEMP,,0 !显示维度分布云图/EXPAND*GET,TWO,NODE,34,TEMP !获取蒸汽管道外壁34号节点的温度NSEL,S,LOC,X,R1 !选择所有X坐标为R1的节点,即管道内表面ESLN !选择依附于上条命令所选节点的单元ETABLE,HT1,HEAT !生成一个单元表SSUM !计算热损失*GET,HT,SSUM,,ITEM,HT1 !获取热参数PI=3.1415926 !理论计算QF=(HT)/LLQ=(T1-T0)/(1/(2*PI*AP1*R1)+LOG(R2/R1)/(2*PI*LB1)+LOG(R3/R2)/(2*PI*LB2)+1/(2*PI*AP0*R3)) LTWO=T0+LQ/(2*PI*AP0*R3)TER=1-LTWO/TWOQER=1-LQ/QF*STATUS,PARM !列出所有参数PARAMETER STATUS- ( 44 PARAMETERS DEFINED)(INCLUDING 26 INTERNAL PARAMETERS)NAME VALUE TYPE DIMENSIONS AP0 8.50000000 SCALARAP1 100.000000 SCALARHT 21.5958285 SCALARL 0.100000000 SCALARLB1 40.0000000 SCALARLB2 0.100000000 SCALARLQ 215.886634 SCALARLTWO 42.5751537 SCALARPI 3.14159260 SCALARQER 3.317851283E-04 SCALARQF 215.958285 SCALARR1 9.000000000E-02 SCALARR2 0.110000000 SCALARR3 0.230000000 SCALART0 25.0000000 SCALART1 300.000000 SCALARTER 1.369849885E-04 SCALARTWO 42.5809866 SCALAR。
输气管道受力分析的ANSYS实现
现代CAE 技术及应用（ANSY）S输气管道受力分析的ANSYS实现一、问题描述一天然气输送管道的横截面及受力简图如图所示，在其内表面承受气体压力P的作用，求管壁的应力场分布。
图i管道受力简图管道几何参数：外径 R1=0.6m ;内径R2=0.4m ;壁厚t=0.2m。
管道材料参数：弹性模量E=200Gpa ;泊松比v =0.26。
载荷：P=1Mpa。
二、问题分析由于管道沿长度方向的尺寸远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的端面效应，认为在其长度方向无应变产生，即可将该问题简化为平面应变问题，选取管道横截面建立几何模型进行求解。
三、求解步骤1.定义单元类型定义单元类型为 Structural Solid , Quad 8node 82。
设置选项为 Plane strain。
图2定义单元类型WP 丼 0UP ¥tlRnadi-lThe<d-1 t) Rad-2 eTfiTht-td-2OKno setGance 1Help图4生产部分圆环面 图5生产的几何模型结果显示2. 定义材料性能参数 输入弹性模量和泊松比。
3. 生成几何模型，划分网格在ANSYS 窗口创建几何模型，如图 格，如图6所示。
然后保存。
4。
转换成圆柱坐标系后划分网图3定义材料性能参数Pic ]<UnvlclfWP X图6划分网格结果显示4、加载求解1）选择分析类型为 Static,对线段2和9施加X方向的位移约束，对线段4和7施加Y方向的位移约束。
对管道内环面施加压力。
图7选择分析类型图8施加位移约束对话框图9施加位移约束、压力之后的模型保存之后求解，出现图所示的提示。
图10求解结果提示5、查看求解结果查看受力前与受力后的形状变化。
图11受力后形状变化显示位移场等值线图。
iroAi HTiirTrnrTTET-l 列0 -1rfiSJTi (17G ]R5TS-CI1|^E-OS 血-,445T-05 Mt SKlt-Li^i.5LEE-O5■汕加■鹉■加迹“％■讯g■広flTX 茹EDU11] D2HI.4J3E-O5 .4TJE-O54妣5.4= IE -r5.53&E-O5■■rSTliATTIFTT.SB -1TIHE^lHHZ 5E0T-口£STM Z6 2D11.Ill DI102AN显示X 方向应力等值线图。
ANSYSCFD软件介绍——石油天然气管道局
ANSYSCFD软件介绍——石油天然气管道局ANSYS CFD是一种基于数值计算的工程仿真软件，能够对流体的流动、传热、传质等现象进行模拟和分析。
它利用Navier-Stokes方程和其它相关数学模型，通过离散化将连续的物理过程转化为离散的计算问题，然后利用高性能计算机进行求解。
ANSYS CFD软件提供了强大的建模和仿真工具，能够精确地模拟和分析各种复杂的流体流动问题，包括内部流动、外部流动、湍流、多相流、传热等现象。
1.强大的前后处理功能：ANSYSCFD软件提供了丰富的建模和网格生成工具，用户可以方便地创建各种复杂的几何模型，并自动生成适应性网格。
此外，软件还提供了直观的后处理工具，可以用于可视化仿真结果、生成报告以及进行参数优化。
2.多物理场的耦合分析：ANSYSCFD软件支持多个物理场之间的耦合分析，可以模拟和分析流体流动、传热、传质等多种现象的相互作用。
例如，在石油天然气管道局中，可以通过ANSYSCFD软件模拟管道中的气体流动、石油液体混合物的流动以及换热过程，以评估管道的安全性和性能。
3.多种物理模型和数值方法：ANSYSCFD软件提供了多种物理模型和数值方法，可根据具体问题选择合适的模型和方法。
例如，对于湍流流动，可以选择k-ε模型、RNGk-ε模型、SSTk-ω模型等，并使用合适的离散化方法求解。
4.丰富的边界条件：ANSYSCFD软件支持多种边界条件的设定，包括壁面摩擦、入口边界条件、出口边界条件等。
用户可以根据实际情况设置合适的边界条件，以准确模拟并预测流体流动的行为。
5.可扩展性和并行计算：ANSYSCFD软件利用并行计算技术，可以充分利用多核处理器和集群计算机的性能，提高计算效率和准确性。
软件还提供了可扩展的模型库和算法，可以模拟各种复杂流动问题。
在石油天然气管道局中，ANSYSCFD软件可以应用于多个方面，例如：1.管道设计和优化：通过ANSYSCFD软件的模拟和分析功能，可以评估不同管道几何形状、流体输送方案对流量、压力损失、换热效率等参数的影响，从而优化管道设计。
ANSYS大作业(管道受压)
输气管内部受压模型ANSYS分析班级：车辆096班姓名：钱满年学号：200904142时间：2012年12月1、题目说明及分析有一输气管道，管道内径为1200mm，外径为1600mm，其横断截面结构如图1所示，输送气体压强为0.5MPa，分析管壁的应力场分布。
管道材料弹性模量为260GPa，泊松比为0.26.图1输气管道横截面结构示意图（mm）分析：管道沿长度方向尺寸较大，一般应远大于管道直径，该问题属于平面应变问题，可取其横截面的1/4建立有限元分析模型进行求解。
2、创建几何模型（1）选择Main Menu\Preprocessor\Modeling\Create\Areas\Circle\Partial -Annulus命令，出现Part Annular Circle(创建圆环面)对话框。
（2）在Rad-1文本框里输入0.6，在Theta-1文本框里输入0，在Rad-2文本框里输入0.8，在Theta-2文本框里输入90，如图2所示。
（3）单击OK按钮，关闭Part Annular Circle对话框。
屏幕上生成如图3所示几何模型。
图2图3 几何模型3、定义单元类型（1）选择Main Menu\Preprocessor\Element Type\Add/Edit/Delete命令，出现Element Types对话框。
（2）单击Add按钮，出现Library of Element Type对话框。
（3）在Library of Element Type对话框的第一个列表框中选择Structural Solid，在第二个列表框中选择Quad 8node82，在Element type reference number文本框中输入1.（4）单击OK按钮，关闭Library of Element Type对话框。
（5）单击Element Type对话框上的Option按钮，出现PLANE82Element type options对话框。
基于ANSYS的压力钢管安全鉴定仿真分析
基于ANSYS的压力钢管安全鉴定仿真分析压力钢管是一种常用于输送液体或气体的管道，其安全性对于工业生产和公共安全至关重要。
为了确保压力钢管的安全性能，需要进行安全鉴定和仿真分析。
基于ANSYS软件的压力钢管安全鉴定仿真分析是一种有效的方法，可以预测压力钢管的性能和行为，并提供相应的改进措施。
首先，在进行压力钢管的安全鉴定仿真分析之前，需要获取压力钢管的几何形状和材料参数等相关数据。
几何形状包括管道的长度、直径、壁厚等，材料参数包括压力钢管的材质、弹性模量、泊松比等。
这些数据是进行仿真模拟分析的基础。
在ANSYS软件中，可以利用有限元分析方法对压力钢管进行仿真分析。
首先，建立压力钢管的几何模型，根据实际情况进行建模，包括导入几何数据、设定边界条件、划分网格等。
然后，在假设给定的工况下，对压力钢管进行有限元分析计算。
有限元分析可以模拟压力钢管在压力载荷作用下的应力、应变、变形等情况。
通过有限元分析计算得到的结果，可以帮助判断压力钢管在工作条件下的安全性能。
例如，可以通过分析应力分布情况，判断压力钢管是否存在应力集中、疲劳破坏等问题。
同时，还可以分析变形情况，判断压力钢管是否满足使用条件下的变形限制。
这些分析结果对于评估压力钢管的安全性能，确定是否需要采取相应的改进措施具有重要意义。
基于ANSYS的压力钢管安全鉴定仿真分析还可以用于优化设计。
在进行仿真分析过程中，可以通过调整几何形状、材料参数等参数，得到不同设计方案的仿真结果。
这些结果可以作为参考，进行方案比较和优化。
通过不断改进设计，可以提高压力钢管的安全性能，并降低潜在的风险。
此外，在实际应用中，还可以考虑一些特殊工况和场景。
例如，可以模拟压力钢管在极端温度、高压力等工况下的性能，以确定其可靠性和安全性。
同时，还可以通过采用不同的材料、厚度等方案，进行优化选型。
综上所述，基于ANSYS的压力钢管安全鉴定仿真分析是一项重要的技术手段，可以预测压力钢管的性能和行为，并提供相应的改进措施。
基于ANSYS Workbench的真空管道屈曲分析
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟基于ANSYS Workbench 的真空管道屈曲分析利用ANSYS Workbench 对某装置中设计的真空管道进行了屈曲分析，并把有限元分析结果和解析法计算结果进行对比，验证了有限元屈曲分析的可靠性。
同时，提出真空管道优化设计方法，并对优化结果进行校核。
计算结果表明：通过合理设置加强圈，既能有效提高真空管道抗外压失稳能力，又能减轻管道重量，从而显著降低制造成本。
大型真空管道为薄壁结构件，其主要失效形式不是强度失效而是失稳失效。
所谓的压力容器失稳是指压力容器所承受的载荷超过某一临界值时突然失去原有几何形状的现象。
研究外压容器稳定性的目的在于研究容器的临界压力及相应的失稳模态，以改进加强措施，提高结构的抗失稳能力。
由于外压容器很难进行外压试验，直接考核大型外压容器承受外压时的稳定性是不现实的，因此大型外压容器的稳定性计算往往多采用理论或有限元分析方法。
ANSYS 软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件，在压力容器的屈曲稳定分析中有着广泛的应用，它提供了两种预测结构屈曲临界载荷和屈曲模态的技术，一种是特征值屈曲分析，可以预测结构屈曲形状，得到失稳临界载荷的上限。
另一种是非线性屈曲(包括几何非线性和几何及材料双非线性)分析。
使用非线性技术，模型中就可以包括诸如初始缺陷、塑性行为、间隙、大变形响应等特征，因此，非线性屈曲分析更接近工程实际的真实情况。
本文利用特征值屈曲分析和非线性屈曲分析方法，对某装置中设计的真空管道进行屈曲分析，并把有限元分析结果和解析法计算结果进行对比，得出真空管道稳定性的分析结论。
同时，提出真空管道优化设计方法，为提高真空。
输气管道受力分析的ANSYS实现
输气管道受力分析的ANSYS实现现代CAE 技术及应用（ANSY）S输气管道受力分析的ANSYS实现一、问题描述一天然气输送管道的横截面及受力简图如图所示，在其内表面承受气体压力P的作用，求管壁的应力场分布。
图i管道受力简图管道几何参数：外径 R1=0.6m ;内径R2=0.4m ;壁厚t=0.2m。
管道材料参数：弹性模量E=200Gpa ;泊松比v =0.26。
载荷：P=1Mpa。
二、问题分析由于管道沿长度方向的尺寸远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的端面效应，认为在其长度方向无应变产生，即可将该问题简化为平面应变问题，选取管道横截面建立几何模型进行求解。
三、求解步骤1.定义单元类型定义单元类型为 Structural Solid , Quad 8node 82。
设置选项为Plane strain。
图2定义单元类型WP 丼 0UP ￥tl Rnadi-lThe<d-1< p="">t) Rad-2eTfi Tht-td-2OKno setGance 1Help图4生产部分圆环面图5生产的几何模型结果显示2. 定义材料性能参数输入弹性模量和泊松比。
3. 生成几何模型，划分网格在ANSYS 窗口创建几何模型，如图格，如图6所示。
然后保存。
4。
转换成圆柱坐标系后划分网图3定义材料性能参数Pic ]<UnvlclfWP X图6划分网格结果显示4、加载求解1）选择分析类型为 Static,对线段2和9施加X方向的位移约束，对线段4和7施加Y方向的位移约束。
对管道内环面施加压力。
图7选择分析类型图8施加位移约束对话框图9施加位移约束、压力之后的模型保存之后求解，出现图所示的提示。
图10求解结果提示</d-1<>。
ansys workbench的管道热流固耦合案例
图 3 fill 命令选取内部面
图 4 入口出口命名
选定所有外部壁面定义为 wall。最后定义耦合面，定义流固交界面流体一侧的三个面为 interfacef2s，定义流固交界面固体一侧的三个面为 interfaces2f，面的选取如图 5 所示。
图 5 流体域和固体域边界图示
四、网格划分
双击 A3 打开 Meshing 模块，网格划分主要有三部分，选定固体域定义网格方法为 Automatic Method，选定流体域定义网格方法同样为 Automatic Method，最后，在流体域中 选择与固体域相交的三个面定义膨胀层 Inflation。为了使网格更合适质量更好，在 detail of ‘mesh’面板中定义相应参数，其中定义 Relevance 为 100，Relevance Center 为 fine，Smoothing 为 High，Span Angle Center 为 Fine，其余选项均保持默认即可。单击 Generate Mesh 生成网 格，得到节点数为 64628，网格数量为 190857。观察网格质量，网格质量总体均在 0.5 以上， 基本可以认为网格质量良好。
七、变形及热应力分析
双击 C5 进入静态结构计算模块右键单击 Imported Load 打开右键菜单后单击 Imported Load 导入固体域的温度。右键单击 Static Structural—Insert—Fixed Support 给三个入口端面
施加固定约束。完成边界条件的加载。右键单击 Solution 插入总变形和应力。单击 solve 进 行求解。
图 2 数据传送关系
在 SolidWorks 中 建 立 相 应 模 型 ， 并 转 化 成 ansys 适 用 的 x_t 格 式 。 双 击 A2 打 开 DesignModeler，导入相应模型。
基于ANSYS的深水海底管道铺设受力分析
基于ANSYS的深水海底管道铺设受力分析随着海洋工程领域的不断发展，深水海底管道的铺设工程变得越来越常见。
深水海底管道的铺设受力分析是一个至关重要的环节，可以帮助工程师更好地设计和施工管道系统，确保其在海洋环境中安全稳定运行。
在这篇文章中，我们将以ANSYS为工具，对深水海底管道铺设的受力分析进行探讨。
1.深水海底管道铺设的受力分析意义深水海底管道的铺设是一项复杂的工程，在设计和施工过程中需要考虑各种受力情况，比如海洋环境的水流力、波浪力、海底地形力、管道自重以及外部荷载等。
只有通过对这些受力情况进行准确分析，才能确保管道系统在运行期间不会发生意外，同时也能够降低维护成本和延长系统寿命。
2.ANSYS在深水海底管道铺设受力分析中的应用ANSYS是一款国际领先的工程仿真软件，可以帮助工程师进行各种结构力学和流体力学分析。
在深水海底管道铺设受力分析中，ANSYS可以帮助工程师模拟各种受力情况，比如管道受到的水流力、波浪力等。
通过对这些受力情况进行仿真分析，工程师可以得到管道系统在不同工况下的受力情况，从而优化设计和提高系统的稳定性。
3.ANSYS的仿真建模和分析步骤在进行深水海底管道铺设受力分析时，首先需要进行仿真建模。
工程师可以利用ANSYS提供的建模工具，将管道系统的几何结构、材料性质等信息输入到软件中，构建出管道系统的三维模型。
接下来，工程师需要定义仿真的边界条件和荷载情况，比如海洋环境的水流力、波浪力等。
在完成仿真建模后，工程师可以进行仿真分析。
通过对管道系统的受力情况进行模拟计算，工程师可以得到管道系统在不同工况下的受力分布、应力分布等信息。
通过这些信息，工程师可以评估管道系统的稳定性，发现潜在的问题，并优化设计方案。
4.结语深水海底管道铺设受力分析是海洋工程领域中的一个重要环节，可以帮助工程师更好地设计和施工管道系统，确保其在海洋环境中安全稳定运行。
通过利用ANSYS这样的工程仿真软件，工程师可以进行深入的受力分析，得到管道系统在不同工况下的受力情况，从而提高系统的稳定性和安全性。
基于ANSYS软件对受压水管疲劳的有限元分析报告
基于ANSYS软件对受压水管疲劳的有限元分析报告一、概述本次大作业主要利用ANSYS软件对水管的疲劳进行分析,计算出水管的最大寿命。
然后与实际情况进行比较,证明分析的正确性,从而为水管的优化分析提供了充分的理论依据，并且通过对ANSYS软件的实际操作深刻体会有限元分析方法的基本思想，对有限元分析方法的实际应用有一个大致的认识。
二、问题分析日常生活中经常遇到水管破裂的问题，有的因为受冻破裂，有的因为水压过大，也有的受到水压不停冲击产生的疲劳破坏。
如下图示为参考模型，自行定义尺寸，建立水管模型，施加水压0.1MPa,分析在该水压下，水管能承受多少次冲击。
假设水管两端固定图1 水管三、有限元建模寿命分析之前需要进行强度分析，在Windows“开始”菜单中执行ANSYS—Workbench 命令。
创建项目A，进行静力学分析，双击左侧的static structure即可图 2 强度分析项目如图 3所示，常用的水管为PE管，其弹性模量为2GPa，泊松比为0.39图 3 材料定义双击Geometry进入几何模型建立模块，进行几何建模。
如图所示为二通接头，水管采用面体建模，首先建立其中一根水管，直径为30mm，长度为0.5m，如下所示三通的外径要略大于水管，直径为32.5mm，在水管端部建立圆草绘面，拉伸成二通接头的模型，如下所示同理建立，建立另一侧水管，最终模型如下所进入Workbench进行材料设置，并进行网格划分，设置网格尺寸为2mm，最终有限元网格模型如下图所示：图7 网格设置图8 网格模型模拟实际情况，两端面固定，水管右端施加0.1MPa载荷，如下图所示图9 载荷约束四、有限元计算结果（1）位移变化，如图12所示，结果最大变形为0.001mm，图12 位移云图（2）等效应力计算结果，如图3所示，最大等效应力为15.467MPa图13 等效应力云图添加Fatigue tool进行疲劳分析，Fatigue设置如下寿命云图如下所示，应力最大区域，寿命最小，该水管最多可以使用1.4e5次，此后便会发生裂纹破坏。
Ansys管道分析
Modeling and Meshing Guide | Chapter 10. Piping Models |10.3. Sample InputConsider the following sample piping data input:! Sample piping data input!/FILNAM,SAMPLE/TITLE, SAMPLE PIPING INPUT/UNITS,BIN ! A reminder that consistent units are U. S. Customary inches!/PREP7! Define material properties for pipe elementsMP,EX,1,30e6MP,PRXY,1,0.3MP,ALPX,1,8e-6 !thermal expansion coefficient 热膨胀系数MP,DENS,1,.283PUNIT,1 ! Units will be read as ft+in+fraction and converted to! decimal inchesPSPEC,1,8,STD ! 8" standard pipePOPT,B31.1 ! Piping analysis standard: ANSI B31.1PTEMP,200 ! Temperature = 200°PPRES,1000 ! Internal pressure = 1000 psiPDRAG,,,-.2 ! Drag = 0.2 psi in -Z direction at any height (Y) BRANCH,1,0+12,0+12 ! Start first pipe run at (12",12",0")RUN,,7+4 ! Run 7'-4" in +Y directionRUN,9+5+1/2 ! Run 9'-5 1/2" in +X directionRUN,,,-8+4 ! Run 8'-4" in -Z directionRUN,,8+4 ! Run 8'-4" in +Y direction/PNUM,NODE,1 !图示节点及编号/VIEW,1,1,2,3EPLOT ! Identify node number at which 2nd run starts BRANCH,4 ! Start second pipe run at node 4RUN,6+2+1/2 ! Run 6'-2 1/2" in +X directionTEE,4,WT ! Insert a tee at node 4 T形管/PNUM,DEFA 恢复编号为默认值/PNUM,ELEM,1EPLOT ! Identify element numbers for bend and miter inserts BEND,1,2,SR ! Insert a "short-radius" bend between elements 1 and 2MITER,2,3,LR,2 ! Insert a two-piece miter between elements 2 and 3/PNUM,DEFA/PNUM,NODE,1! Zoom in on miter bend to identify nodes for spring hangers/ZOOM, 1, 242.93 , 206.62 , -39.059 , 26.866 PSPRNG,14,TRAN,1e4,,0+12 ! Insert Y-direction spring at node 14 PSPRNG,16,TRAN,1e4,,0+12 ! Insert Y-direction spring at node 16 ! List and display interpreted input data/AUTO/PNUM,DEFAEPLOTNLISTELISTSFELIST !面载荷surface loadsBFELIST !体载荷bodySee the descriptions of the PUNIT, /PSPEC, POPT, PTEMP, PPRES, PDRAG, BRANCH, TEE, /PNUM, MITER, /ZOOM, PSPRNG, /AUTO, SFELIST, and BFELIST commands in the Commands Reference for more information.NoteWhile two hangers are provided, more restraints are needed before proceeding to solution.Figure 10.1 Sample Piping InputPUNIT,1Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Piping Models>Specifications 说明10.2. Modeling Piping Systems with Piping Commands。
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Modeling and Meshing Guide | Chapter 10. Piping Models |
10.3. Sample Input
Consider the following sample piping data input:
! Sample piping data input
!
/FILNAM,SAMPLE
/TITLE, SAMPLE PIPING INPUT
/UNITS,BIN ! A reminder that consistent units are U. S. Customary inches
!
/PREP7
! Define material properties for pipe elements
MP,EX,1,30e6
MP,PRXY,1,0.3
MP,ALPX,1,8e-6 !thermal expansion coefficient 热膨胀系数
MP,DENS,1,.283
PUNIT,1 ! Units will be read as ft+in+fraction and converted to
! decimal inches
PSPEC,1,8,STD ! 8" standard pipe
POPT,B31.1 ! Piping analysis standard: ANSI B31.1
PTEMP,200 ! Temperature = 200°
PPRES,1000 ! Internal pressure = 1000 psi
PDRAG,,,-.2 ! Drag = 0.2 psi in -Z direction at any height (Y) BRANCH,1,0+12,0+12 ! Start first pipe run at (12",12",0")
RUN,,7+4 ! Run 7'-4" in +Y direction
RUN,9+5+1/2 ! Run 9'-5 1/2" in +X direction
RUN,,,-8+4 ! Run 8'-4" in -Z direction
RUN,,8+4 ! Run 8'-4" in +Y direction
/PNUM,NODE,1 !图示节点及编号
/VIEW,1,1,2,3
EPLOT ! Identify node number at which 2nd run starts BRANCH,4 ! Start second pipe run at node 4
RUN,6+2+1/2 ! Run 6'-2 1/2" in +X direction
TEE,4,WT ! Insert a tee at node 4 T形管
/PNUM,DEFA 恢复编号为默认值
/PNUM,ELEM,1
EPLOT ! Identify element numbers for bend and miter inserts BEND,1,2,SR ! Insert a "short-radius" bend between elements 1 and 2
MITER,2,3,LR,2 ! Insert a two-piece miter between elements 2 and 3
/PNUM,DEFA
/PNUM,NODE,1
! Zoom in on miter bend to identify nodes for spring hangers
/ZOOM, 1, 242.93 , 206.62 , -39.059 , 26.866 PSPRNG,14,TRAN,1e4,,0+12 ! Insert Y-direction spring at node 14 PSPRNG,16,TRAN,1e4,,0+12 ! Insert Y-direction spring at node 16 ! List and display interpreted input data
/AUTO
/PNUM,DEFA
EPLOT
NLIST
ELIST
SFELIST !面载荷surface loads
BFELIST !体载荷body
See the descriptions of the PUNIT, /PSPEC, POPT, PTEMP, PPRES, PDRAG, BRANCH, TEE, /PNUM, MITER, /ZOOM, PSPRNG, /AUTO, SFELIST, and BFELIST commands in the Commands Reference for more information.
Note
While two hangers are provided, more restraints are needed before proceeding to solution.
Figure 10.1 Sample Piping Input
PUNIT,1
Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Piping Models>
Specifications 说明
10.2. Modeling Piping Systems with Piping Commands。