ANSYS Turbo system 技术进展

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ANSYS CFX 11.0

ANSYS CFX 11.0

“New blade CFD simulation” task starts Turbo-Pre with the newly created mesh.
Turbo-Pre wizard walks through the analysis preparation.
In a few clicks the solver can be started, or the user can enter the general mode.
水泵或涡轮的流动模拟 • 旋转机械分析基本需求:
– 了解性能 – 基本设计 – 几何,网格
Low-head Turbine, Courtesy Micro Hydro Research Centre, Nottingham Trent, UK.
TurboSystem
Components Overview of Basics
• 物理模型:
– 单气相 – 离散的液滴相 – “液滴相变”
– 基于方程的均相和/或非均相物理
Equilibrium Solution
Moisture delay
Non-equilibrium solution
TurboSystem Non-Equilibrium Analysis Process Nucleation Validation
TurboSystem
Components Basic FEA Simulation
气动设计
结构设计
TurboSystem
机械分析
BladeModeler
WB/Simulation
TurboSystem
Components Basic Blade Row
自动叶片分析

《Ansys拓扑优化》课件

《Ansys拓扑优化》课件
《ansys拓扑优化》 ppt课件
REPORTING
• 拓扑优化概述 • ANSYS拓扑优化的基本原理 • ANSYS拓扑优化的操作流程 • 拓扑优化案例分析 • 结论与展望
目录
PART 01
拓扑优化概述
REPORTING
拓扑优化的定义
拓扑优化是在给定设计空间、载荷和约束条件下,通过求解数学优化问题,确定 最优的材料分布方案,以达到结构轻量化、刚度最大化或柔度最小化的目的。
PART 05
结论与展望
REPORTING
拓扑优化在工程设计中的重要性
01
02
03
提高结构效率
通过优化材料的分布,减 少不必要的材料,降低重 量并提高结构的刚度和稳 定性。
降低制造成本
减少材料使用意味着减少 生产成本和资源消耗,同 时优化设计可降低加工难 度。
创新设计
拓扑优化能够发现传统设 计方法无法达到的全新设 计方案,为工程师提供更 多创新选择。
熟悉ANSYS软件
深入了解ANSYS拓扑优化的基本原理、操作 流程和参数设置。
建立合理的模型
根据实际工程问题,建立准确的数学模型, 并选择合适的优化算法。
迭代与调整
在优化过程中,根据收敛情况和结果反馈, 不断调整优化参数和方法。
结果验证与评估
对优化后的设计方案进行实验验证,确保其 在实际应用中的可行性和可靠性。
迭代与收敛
在优化过程中,迭代计算并检查收敛性,直 至达到预设的收敛准则或迭代次数。
结果后处理和评估
评估与验证
根据优化结果,评估设计的可行性和有效性 ,如有需要可进行实验验证。
结果后处理
查看拓扑优化结果,如等效应力、应变分布 等。
设计优化建议

一篇文章读懂基于Optislang软件的旋转机械设计和优化分析

一篇文章读懂基于Optislang软件的旋转机械设计和优化分析

文章来源:安世亚太官方订阅号(搜索:peraglobal)旋转机械作为一种通用机械广泛应用于众多领域,越来越多的风机/泵企开始把节能提效指标放在研发的首位,不仅仅是为了响应国家节能减排,也是为了提升自身产品在国内外优质产品间的竞争实力。

旋转机械在自身的节能方式上有以下几点:高效的水力/气动模型、减小流道内的摩擦、减小机械损失、合理的选型、配用高效电机、能效检测、变频运行等等。

那么合理的设计和优化是节能的前提和基石。

在ANSYS软件中,有一套完整的用于旋转机械的TurboSystem设计工具。

通过vista系列模块工具给定外特性参数生成1D子午流道,然后传递到bladegen中进行子午流道和叶型参数调整,将3D模型传递到高度自动化的六面体网格生成工具TurboGrid种生成高质量的边界层网格和流道网格,最后通过CFX进行求解计算以及在CFDpost中进行后处理这样一个完整的turbo正向设计流程。

在叶轮设计分析过程中普遍会遇到压升不够,效率不高,性能指标没有达到既定要求等等问题,那么必然需要在原始设计中进行调整然后再进行计算分析,传统的交互式优化,对工程师经验有很高要求,而且在遇到如低比转速等情况时,往往工作量大,消耗的时间多,不利于那些开发周期相对比较短又紧急的项目。

OptiSLang是ANSYS的一款用于进行多学科优化、随机分析、稳健与可靠性优化设计的专业分析软件,在参数敏感度分析、稳健性评估、可靠性分析、多学科优化、稳健与可靠性优化设计方面具有强大的分析能力,集成了二十多种先进的算法,为工程问题的多学科确定性优化、随机分析、多学科稳健与可靠性优化设计提供了坚实的理论基础。

同时,针对上述各种分析集成了强大的后处理模块,提供了稳健性评估与可靠性分析前沿研究领域中的各种先进评价方法与指标,以丰富的图例、表格展示各种分析结果。

optiSLang可与多种CAE软件或者求解器集成,可基于其求解器进行各种工程仿真分析或者数据处理,因此使得optiSLang成为各工程领域中进行参数敏感性、多学科优化、稳健可靠性分析优化的专业工具。

ANSYS CFX 11.0 旋转机械分析系统介绍

ANSYS CFX 11.0 旋转机械分析系统介绍

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Courtesy „Workshop Turbomachinery“, Gdansk Sept. 2006 A. G. Gerber, R. Sigg, N. Sürken, L. Völker, M. V. Casey
TurboSystem
Components Overview of Basics
水泵或涡轮的流动模拟 • 旋转机械分析基本需求:
– 了解性能 – 基本设计 – 几何,网格
Low-head Turbine, Courtesy Micro Hydro Research Centre, Nottingham Trent, UK.
• Model steam turbine
• Equilibrium model 1
• Non-equilibrium model 0.8
part-load
design
over-load
span[]
• Comparison to data 0.6
0.4
www.0.b2 E32zfxw.cE32om
00.7
水泵或涡轮的流动模拟 • 旋转机械分析基本需求:
– 了解性能
Low-head Turbine, Courtesy Micro Hydro Research Centre, Nottingham Trent, UK.
Rural Peru community hydro generation, 5kW
标准分享网 免费下载
自动叶片分析
• 一键式网格划分
– 边界层, 周期条件, 预设
www.bzfxw.com • 一键式CFD求解 – TurboPre, 边界, 物理问题 – 效率监测

旋转机械分析系统ANSYS TURBOSYSTEM

旋转机械分析系统ANSYS TURBOSYSTEM

旋转机械分析系统ANSYS TURBOSYSTEM 在旋转机械领域,ANSYS向用户提供了从1D设计到3D CFD分析及性能优化的一体化解决方案Turbo System。

Turbo System主要的旋转机械设计分析工具有ANSYS BladeModeler、ANSYS TurboGrid和ANSYS Vista TF等。

这些工具可完全集成在ANSYS Workbench平台。

ANSYS在该平台上还集成了所有的设计与分析功能,包括流道几何设计、准三维的通流分析、几何创建、网格划分、三维CFD分析、结构分析、热分析、模态分析、转子动力学分析、参数化优化工具和后处理。

这些功能都集成在一个平台上,具有易用、分析高度可靠的特点。

而且在产品的开发过程中可以减少开发时间、增加工作效率。

图1 集成的旋转机械分析体系1ANSYS BladeModeler1.1所有类型旋转机械的高效叶片设计工具ANSYS BladeModeler软件是一个专业的、易用的旋转机械叶片的快速三维设计工具,可以对所有类型的旋转进行高效的叶片设计。

在用户优化的图形界面中,集成了ANSYS公司广泛的旋转机械专业经验,能对各类型的旋转机械如水泵、压缩机、风扇、鼓风机、涡轮、扩压器、涡轮增压器、诱导轮等进行流道的气动/水动设计。

1.2方便的模型导入功能ANSYS BladeModeler可方便地导入已有模型,为将来的模型细节设计、模拟及快速修改做好几何上的准备进。

图3 方便的模型导入功能1.3优秀的设计功能采用模板设计的方法ANSYS BladeModeler内置了六个模板设计工具,包括Radial Impeller、Simp le Axial、Radial Diffuser、Axial、Radial Deswirl Vane、Radial Turbine。

所有类型的旋转机械叶片设计都可以从中找到合适的设计模板。

图4 六种旋转机械设计模板采用Vista 1D设计的方法ANSYS BladeModeler的Vista 1D方法来自于老牌的工程咨询公司,英国PC A工程公司。

ANSYS CFX-TurboGrid 2.2 涡轮机械流体分析

ANSYS CFX-TurboGrid 2.2 涡轮机械流体分析

ANSYS CFX-TurboGrid 2.2 涡轮机械流体分析用CFD分析涡轮机械时,叶栅通道网格是决定CFD分析效果的重要而又挑战性的因素。

CFX-TurboGrid专为解决这一问题而开发。

CFX-TurboGrid的根本出发点是高效、自动化和高质量,因此CFX-TurboGrid采用了创新性的网格模板技术,结合参数化能力,工程师不仅可以既快又简单地为绝大多数叶片类型生成高效高质量网格,而且叶片的设计和分析更紧密地耦合在了一起。

CFX-TurboGrid为设计者提供了一个非常简单易用而又高效的设计环境,力求简化用户输入,所需用户提供的只是叶片数目,叶片、轮毂和外罩的外形数据文件。

它具有一个设计人员熟悉的二维blade-to-blade视窗,消除了在三维透视图中因视觉效果而导致的尺寸变形,并具有一个二维的子午面视窗,可用来观察流动通道和叶片位置。

用户设计网格时,通过控制面板以交互方式进行。

CFX-TurboGrid的丰富的预定义网格模板几乎包括所有叶轮机械的叶片:从轴流、径流到混流,从压缩机、涡轮机到各种水泵,其专业性还包括考虑了叶片间隙,并能处理大小叶片等方面。

CFX-TurboGrid的最新版本2.2,CFX-TurboGrid是一个给旋转机械设计师和工程师使用的专业软件工具,结合了ANSYS CFX中旋转机械CFD仿真的专业知识和ANSYS ICEM CFD 领先的网格生成技术。

在设计旋转机械的叶片进行CFD分析时,CFX-TurboGrid被用于创建高质量的特殊网格。

在机器性能增长很小就能产生巨大产量增长的行业,为工程仿真提供快速网格剖分能力将带来很大利润。

CFX-TurboGrid 能为泵、涡轮机、压缩机、风扇、转矩变换器、喷嘴和其他种旋转机械进行网格划分。

CFX-TurboGrid 2.2版本,主要提高的是CFX旋转机械网格生成的功能,为各类轴向和径向的旋转机械叶片部件提供了快速、自动、灵活和高质量网格。

基于ANSYS CFX 的车用涡轮增压机压气机涡管计算机优化模拟分析

基于ANSYS CFX 的车用涡轮增压机压气机涡管计算机优化模拟分析

1.流体控制 方程的选定 2.离散方程 的选定 3.数值计算 方法的选定 4.边界层参 数的选定
AUTO PARTS | 汽车零部件
基于 ANSYS CFX 的车用涡轮增压机压气机涡管计 算机优化模拟分析
雷汝婧 1 周天俊 2 1. 武汉商学院 湖北省武汉市 430056 2. 上海工程技术大学 上海市 201620
摘 要:运用 ANSYS CFX 软件对涡轮增压器压气机涡管内流体进行运动仿真。使用 3D 模型软件对基本型号的小型 车用涡轮增压器压气机进行 3D 模型建模,建立出适合流体仿真的流体域 3D 模型;对涡管内的压力分布、 速度分布、压力恢复指数分布以及总压力损失指数分布等参数进行分析,找到设计上的不足并予以改进;通 过改进基本型模型的涡管截面形状,使得涡管内部的紊流减少,涡管压力恢复指数得以提高,总压力损失指 数得以减少,从而提高压气机的进气压力并获得更好的速度矢量分布,使涡轮增压器压气机的工作效率提高。
Key words:turbocharge, compressor, volute, pressure recovery coefficient, total pressure loss coefficient
1 前言
压气机作为涡轮增压器的主要部件,其 设计显得尤为重要。压气机的出口进口压力 比和工作效率直接影响发动机的进气效率和 燃烧效率 [1]。在调研中发现,目前各类常见车 型上所采用的涡轮增压器压气机的设计以压 气机叶轮叶片设计为主,而对压气机涡管截 面优化设计的设计比例不高。原有的叶轮叶 片设计方式以实验为主,而随着计算流体动 力学技术的发展,使压气机涡管的也越来越多地运用计算机模拟设计技术来缩 短研发周期,降低设计成本,提高研发效率。
关键词:涡轮增压器 压气机 涡管 压力恢复指数 总压力损失指数

ANSYS流体动力学仿真新功能

ANSYS流体动力学仿真新功能
• 多重网格聚集算法的改进
• 缩短了大型复杂模型的文件读 写时间
Default HPC scaling on a transient water turbine simulation with 40M nodes; benchmark in collaboration with Voith Hydro and HLRS in Stuttgart
ANSYS Fluent 多相流模型改进
• 波浪模型中新增加 了随机波模型
• 频谱方法
Pierson-Moskowitz Spectrum Jonswap Spectrum TMA Spectrum
• 方向谱方法
Cosine (frequency independent) Hyperbolic (frequency dependent)
ANSYS Fluent DPM模型改进
• 对尺寸较大或质量较大的颗 粒来说,旋转效应的影响更 大
• 在 DPM 和 DEM中,新增了颗 粒旋转的选项,用来考虑这 一影响因素
ANSYS CFX 多相流模型改进
• 增加了新的磨损 模型,直接从界 面中可以选择, 更加易用。
ANSYS CFX 多相流模型改进
ANSYS Fluent 多相流模型改进
• 多相传质的分布率
• Henry’s law • Raoult’s law • Equilibrium Ratio model
• 多孔介质中的多相 流
• 多相流态模型
t=5s
Slug formation
Bubbly flow
Contours of volume fraction
• 在美国国家超算中 心的最新案例测试 表明:8.3 亿网格, 在 36000 个 核 的 并 行效率达到了86%

基于ANSYS的某涡喷发动机涡轮动频计算

基于ANSYS的某涡喷发动机涡轮动频计算

基于ANSYS的某涡喷发动机涡轮动频计算ANSYS是一款常用的工业级三维有限元分析软件,可以用于许多不同领域的计算,特别是在航空航天领域中,其应用广泛。

在该领域中,涡喷发动机是现代飞机中常用的发动机类型之一,其结构复杂,计算难度大。

本文将介绍基于ANSYS的某涡喷发动机涡轮动频计算。

涡喷发动机是一种轴流涡扇发动机。

其由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等组成。

其中涡轮是发动机的关键部件之一,其工作原理是通过燃气的高温高压冲击推动涡轮旋转,进而驱动压气机和涡扇运行。

然而,在燃气通过涡轮时,会发生诸如旋转失衡、共振、脱离等问题,这些问题会影响涡轮的性能和寿命。

因此,涡轮动频的计算对涡喷发动机的设计和优化非常重要。

涡轮动频的计算方法一般采用有限元方法。

有限元方法可以将结构分为若干小区域,通过数学算法求得每个小区域内的应力和应变情况,进而计算整个结构的力学特性。

在ANSYS中,我们可以采用有限元方法计算涡轮的模态分析(Modal Analysis)。

模态分析根据结构的弹性特性和材料特性计算出其固有频率及模态,并根据固有频率来判断结构的稳定性。

若结构的某一自由度频率与激励频率相等或近似相等,则会发生共振现象,从而使结构破坏或失效。

在ANSYS中,我们可以通过以下步骤计算涡轮动频。

首先,我们需要建立涡轮的三维模型。

其次,将该模型导入ANSYS中并设置材料属性、约束条件及加载条件。

然后,进行模态分析,计算出涡轮的固有频率和模态。

最后,根据计算结果判断涡轮是否存在动态失衡或共振问题,并结合实际工作情况对涡轮进行更合理的设计和优化。

总之,ANSYS作为一款强大的有限元分析软件,其在涡喷发动机涡轮动频计算方面有着广泛的应用。

通过用ANSYS计算涡轮的固有频率及模态,可以判断涡轮的稳定性,优化涡轮结构设计,提高涡喷发动机的性能和寿命。

涡喷发动机涡轮动频计算所需的相关数据包括涡轮的材料性质、涡轮的几何形状和尺寸、工作温度、转速等。

ANSYS 13.0 新功能

ANSYS 13.0 新功能

ANSYS 13.0 新功能蕴含了一系列最新和最先进功能的ANSYS 13.0,凭借高可信度的仿真结果,帮助客户更快速、便捷和低成本地开发新产品。

新版本在三大领域体现全新价值:更高精度和保真度:由于工程要求和设计复杂性的增加,仿真软件必须提供更精确的结果,能够真实反映随时间变化的运行条件。

更高生产力:ANSYS 13.0版本包含的几十种功能特性,最大限度地减少产品开发团队在仿真过程中所需投入的时间和精力。

更高计算能力:对于一些工程仿真,ANSYS 13.0的速度是先前版本5至10倍。

即使是复杂的多物理场仿真,也能更迅速和有效地完成,加快产品开发和市场投放。

基于ANSYS先前的版本,ANSYS 13.0继续发展智能工程仿真技术引领产品开发迈向新的阶段。

通过压缩设计周期,优化产品多物理场性能,最大限度提高仿真模型精度和自动化仿真过程的,ANSYS令创新性产品的问市更快速和便捷——这已成为当今复杂经济环境下的势在必行。

» ANSYS Workbench Framework»流体动力学»结构力学»电磁»多物理场»仿真数据和过程管理ANSYS Workbench Framework·改进的多设计点评估产品工程师可以利用改进的多设计点评估功能减少时间消耗和计算机资源。

更新一个设计点后,只有那些受到项目变更影响的设计点会被标记为过时。

ANSYS Workbench参数化设计实例·ANSYS DesignXplorer精度基于响应面技术进行敏感性分析或优化时,用户需要确定响应面精度,因此需要有一个值得信任的近似方法,以便从敏感性分析中提取有意义的结果。

ANSYS DesignXplorer的新特性提高了结果的精确性。

链接到ANSYS Workbench项目上的Microsoft Excel电子表格流体动力学·湍流模型ANSYS 13.0 包括许多新的改进湍流模型,能够更精确的捕捉物理现象。

ANSYS_新技术助力大飞机总体_气动设计

ANSYS_新技术助力大飞机总体_气动设计

ANSYS 新技术助力大飞机总体/ 气动设计针对大飞机总体布局和气动力设计中的关键技术以及目前遇到的种种问题,ANSYS 公司凭借优秀的多物理场协同仿真技术、航空领域广泛应用的CFD 求解技术、领先的CFD 湍流计算模型和高效的气动噪声模型及完善的技术服务体系,对解决上述问题将起到有效的推动作用。

大飞机研发总体布局和气动力设计关键技术目前存在的问题大飞机研发需要的关键技术很多,但总体布局和气动力技术是设计的重中之重。

比如总体技术方案与气动布局选型、总体外形参数优化、超临界机翼与高效增升装置研究、气动控制与减阻技术、大展弦比机翼气动弹性分析计算技术、高效的气动降噪与发动机降噪技术、超临界机翼颤振分析和空投与空降时飞机稳定性分析等[1]。

下面就上述重点问题进行详细阐述:(1)总体技术方案与气动布局选型。

由于速势、欧拉方程的局限性,使得在高雷诺数下可以获得较高精度,但是无法适应超临界机翼设计、飞机低速气动布局评估、飞机失速特性预测等和粘性流动密切相关工作。

随着CFD 软件并行效率的提高和高性能计算机日新月异的发展,N-S 方程应用于总体方案与气动布局选型成为大势所趋。

(2)超临界机翼与高效增升装置研究。

超临界机翼和增升装置气流流动都具备层流区和湍流区共存的特点,流动转捩是CFD 气动计算的难点。

目前CFD 代码普遍有基于低雷诺数修正模型或基于二维的eN 准则来模拟过渡流动,但是上面这2 种方法有很大的局限性,无法适应超临界机翼和复杂增升装置的转捩流动精确气动力评估。

近些年,基于传输方程的Gamma_Theta 模型在航空领域获得了成功的应用。

西北工业大学陈奕等发表了《Gamma_Theta 转捩模型在绕翼型流动问题中的应用》,作者采Gam ma_Theta 模型成功预测了S809 翼型的气动力系数、前缘分离泡和不同迎角下的转捩点位置。

由于转捩计算对网格要求较高,比如近壁面网格密度和流向网格密度的要求会导致三维增升装置计算网格量达到千万量级,这大大限制了转捩计算在国内航空单位的广泛应用。

安世亚太 ANSYS CFX 高端计算流体力学软件

安世亚太 ANSYS CFX 高端计算流体力学软件

——ANSYS 高端计算流体力学软件流体分析ANSYS CFX ——ANSYS 高端计算流体力学软件● 精确的数值方法● 快速稳健的求解技术● 丰富的物理模型● 领先的流固耦合技术● 集成环境与优化技术● 专业的旋转机械流动分析模块● 先进的网格技术发展历史CFX 是全球第一个通过ISO9001质量认证的大型商业CFD 软件,是英国AEATechnology 公司为解决其在科技咨询服务中遇到的工业实际问题而开发,诞生在工业应用背景中的CFX 一直将精确的计算结果、丰富的物理模型、强大的用户扩展性作为其发展的基本要求,并以其在这些方面的卓越成就,引领着CFD 技术的不断发展。

目前,CFX 已经遍及航空航天、旋转机械、能源、石油化工、机械制造、汽车、生物技术、水处理、火灾安全、冶金、环保等领域,为其在全球6000多个用户解决了大量的实际问题。

回顾CFX 发展的重要里程,总是伴随着她对革命性的CFD 新技术的研发和应用。

1995年,CFX 收购了旋转机械领域著名的加拿大ASC 公司,推出了专业的旋转机械设计与分析模块—CFX-Tascflow ,CFX-Tascflow 一直占据着80%以上的旋转机械CFD 市场份额。

同年,CFX 成功突破了CFD 领域的在算法上的又一大技术障碍,推出了全隐式多网格耦合算法,该算法以其稳健的收敛性能和优异的运算速度,成为CFD 技术发展的重要里程碑。

CFX 一直和许多工业和大型研究项目保持着广泛的合作,这种合作确保了CFX 能够紧密结合工业应用的需要,同时也使得CFX 可以及时加入最先进的物理模型和数值算法。

作为CFX 的前处理器,ICEM CFD 优异的网格技术进一步确保CFX 的模拟结果精确而可靠。

2003年,CFX 加入了全球最大的CAE 仿真软件ANSYS 的大家庭中并正式更名为ANSYS CFX 。

我们的用户将会得到包括从固体力学、流体力学、传热学、电学、磁学等在内的多物理场及多场耦合整体解决方案。

仿真行业领跑者ANSYS发布17.0版本——重磅提升 十倍改变

仿真行业领跑者ANSYS发布17.0版本——重磅提升 十倍改变

核上 ,甚 至在私 有云 上进 行 求解 ,从而使 仿 真速 度提 出的模 板 快速地 优 化 设 计 参 数 ,使 得 整体 设 计 效 率
升 10倍.
得到 显著 提 升.因此 ,AIM 在 未来 将形 成 一个 全新 的
· 收 购 EMIT公 司 以支 持 系 统 级 射 频 干 扰 分 CAE生态环境 .
· 优 化 效 率 大 幅提 升.利 用伴 随求 导 技 术支 持 电子 设计 桌面 系统 ,可优 化 降 阶模 型 生 成 的工 作 流
可压 流分 析 可 以得 到 快速 的优 化和结果 .
程 .
· TurboBladeRow模 型仍 然 是 CFX 改进 的 主 攻
· 与 Modelon达 成合 作 伙 伴 关 系,支 持 行 业标
采用 新 的方法 快速 映射 PCB物理 结 构 ,使 其 用 的更 多工具 ,同 时扩展 文 件 导入 和编 辑功 能.
于热 、结构 强度/振 动和 跌 落 等虚 拟试 验 ,节 省大 量
9)AIM
工程 时 间 ,提 升仿 真精度 .
AIM 提供完整的解决方案,在统一的易用型环
4)电子 设计
方 向.时 间变换和 傅 里 叶变换 均可使 用 ;提供 一种 高 准 系统 建模 语 言 Modelica.
效 的 同 时考 虑传 热 的瞬 态仿真 方 法 ;改进 了混合 面 ;
· 拥 有全 面 完备 的机 电 系统 仿真 功 能 ,系统 验
可 在 计算 中进行 圆柱 坐 标 系 下 的周 期 流 动 监视 ;可 证 的 工作效 率提 升 10倍.
61系统 仿真 技术 方面 · 能够比 以往更快地 在 Simplorer中创建 和装

ANSYS推出的最新解决方案助力实现高效可靠的汽车、移动和HPC电子设计

ANSYS推出的最新解决方案助力实现高效可靠的汽车、移动和HPC电子设计

其实 , 三 星今 年 1 月 已先 为某关 键客 户 , 打造第 颗内含 6 4层 V — N A N D芯 片 的 固态 硬 盘 ( S S D) , 自此 之 后 ,三星持 续朝 移动 与消 费型储存 市 场开发 新应 用 , 力求 与 I T产业 同步化 。 ( 来 自三星 电子 )
近 日, 莱 迪 思 半 导体 宣 布 , 旗下 E C P 5 F P G A解
决方 案 已被应 用 于智 能监控 和汽 车领 域 中的 网络边 缘嵌 入 式视 觉应 用 。 E C P 5 F P G A系列 能够 实 现低 功 耗、 小 尺寸 、 灵 活 的互 连 解决 方 案 , 可 以实 现用 于智 能 交通 摄 像 头 车 牌 检 测 和 图像 增 强 的 C P U加 速 功
能。
耗 。随着 这些 芯 片的规模 和复 杂性 不断增 加 ,新 型
设 计 方法需 要 提供精 心优 化 的工具 ,以便 快速 准确
地分 析 和管理 数据 。R e d Ha w k — S C 、 P a t h — F X和 C MA
可 帮助企 业充 分满 足高 级驾驶 员辅 助系统 、移 动 电
话、 G P U支持的人工智能 以及数据中心网络等 1 3 益
增 长 的电子 系统要 求 。 ( 来 自A N S Y S)
三星 6 4层 N A N D闪存 宣 布 量产
三 星 电子近 日宣 布 , 最新 6 4层 2 5 6 G B V — N A N D 闪存 已进 入量 产 , 与此 同时 , 三星还 将扩展 包含 服务 器、 P C与移 动设 备 的储 存解 决方 案 。 6 4层 V — N A N D闪存 用 称为第 四代 V — N A N D芯

旋转爆轰发动机流场数值模拟研究及三维高精度并行程序设计

旋转爆轰发动机流场数值模拟研究及三维高精度并行程序设计

旋转爆轰发动机流场数值模拟研究及三维高精度并行程序设计摘要:本文针对现代飞行器的性能需求和环保要求,对旋转爆轰发动机的流场进行数值模拟研究。

首先对旋转爆轰发动机的结构和工作原理进行介绍,然后使用ANSYS Fluent软件建立了旋转爆轰发动机的三维数值模型,并对不同工况下的流场进行了模拟分析。

同时,设计了一种高精度的三维并行程序,以提高计算效率和准确性。

最后,对模拟结果进行分析,得出了旋转爆轰发动机在不同工况下的性能参数,并提出了进一步优化的建议。

关键词:旋转爆轰发动机,数值模拟,流场分析,三维并行程序,性能参数1. 引言旋转爆轰发动机是一种新型的发动机,具有高功率、高效率、低排放等优点,在航空航天、汽车及船舶等领域具有广泛的应用前景。

然而,由于其工作过程涉及到高温、高压、高速等极端条件,实验测试受限,因此需要进行数值模拟研究以获得更多的信息。

本文旨在对旋转爆轰发动机的流场进行数值模拟,并提出高精度的并行程序设计,为优化旋转爆轰发动机的性能和减少环境污染提供参考。

2. 旋转爆轰发动机结构及工作原理旋转爆轰发动机由压气机、燃烧室和涡轮机三部分组成。

其中,由多个旋转叶轮组成的压气机将外界空气压缩,送入燃烧室燃烧。

燃烧室内的混合气体在点火后燃烧,产生高温高压气体,推动涡轮机旋转,产生动力输出。

由于旋转叶轮的转速极高,压缩、燃烧、膨胀等过程快速完成,因此能够获得高功率和高效率。

3. 数值模拟方法和程序设计本文使用ANSYS Fluent软件建立了旋转爆轰发动机的三维数值模型,并对不同工况下的流场进行了模拟分析。

同时,设计了一种高精度的三维并行程序,以提高计算效率和准确性。

程序采用了基于MPI和OpenMP的并行计算技术,具有可拓展性和高效性。

在程序设计中,采用了多项式压缩技术和格点重构技术,提高了计算精度和网格质量,减少了计算误差。

程序在多节点并行计算环境下进行了测试,结果显示其可以有效地提高计算效率和准确性。

《2024年高超声速三维边界层转捩数值研究进展及预测软件》范文

《2024年高超声速三维边界层转捩数值研究进展及预测软件》范文

《高超声速三维边界层转捩数值研究进展及预测软件》篇一一、引言随着航空航天技术的飞速发展,高超声速飞行器的研究逐渐成为重要的研究领域。

其中,边界层转捩现象作为高超声速流动中的关键问题之一,其数值研究进展及预测软件的开发具有重要的科学和工程应用价值。

本文旨在介绍高超声速三维边界层转捩的数值研究进展及预测软件的研究成果和未来发展趋势。

二、高超声速三维边界层转捩数值研究进展1. 研究背景高超声速飞行时,飞行器表面会产生复杂的流动现象,其中边界层转捩是一个重要的物理过程。

边界层转捩是指从层流状态向湍流状态的过渡过程,这一过程对飞行器的气动性能、热防护和噪声等都有重要影响。

因此,对高超声速三维边界层转捩的研究具有重要意义。

2. 数值研究方法针对高超声速三维边界层转捩的数值研究,目前主要采用的方法包括直接数值模拟(DNS)、雷诺平均法(RANS)、大涡模拟(LES)等。

这些方法各有优缺点,适用于不同的研究场景。

近年来,随着计算机性能的提升和算法的改进,这些方法在高超声速三维边界层转捩的数值模拟中取得了显著的进展。

3. 研究成果(1)DNS方法:通过高精度的数值计算,DNS方法能够捕捉到边界层转捩过程中的详细流动信息。

近年来,研究人员利用DNS方法对高超声速三维边界层转捩进行了大量研究,取得了丰富的成果。

(2)RANS方法:RANS方法通过引入湍流模型来描述边界层转捩过程,具有较高的计算效率。

研究人员针对不同的高超声速流动条件,开发了多种适用于RANS方法的湍流模型,提高了对边界层转捩的预测精度。

(3)LES方法:LES方法能够详细地描述边界层转捩过程中的大尺度涡旋结构。

研究人员利用LES方法对高超声速三维边界层转捩进行了深入研究,为飞行器的气动设计和优化提供了重要的依据。

三、预测软件的开发与应用1. 预测软件的开发针对高超声速三维边界层转捩的预测需求,研究人员开发了多种预测软件。

这些软件采用先进的数值方法和算法,能够实现对边界层转捩过程的精确预测。

TURBO SYSTEM

TURBO SYSTEM

专利名称:TURBO SYSTEM发明人:TOZAKI SHIGEO,IZEKI GENZABURO 申请号:JP15931884申请日:19840731公开号:JPS6138121A公开日:19860224专利内容由知识产权出版社提供摘要:PURPOSE:To enhance the inhaling efficiency of a turbo-supercharger by furnishing a coarse pre-aircleaner in the air stream on its overstream of the turbo-supercharger, and by installing an inter-cooler and a fine main aircleaner on the downstream. CONSTITUTION:A coarse pre-aircleaner 14 is furnished in the air stream on its overstream of a turbo-supercharger 12. In this turbo-charger 12, a compressor 12b is driven when a turbine 12a is rotated by the exhaust gas, and the air from a pre-aircleaner 14 will be compressed. On the downstream of the turbo-charger 12, an inter-cooler 16 and a fine main aircleaner 18 are accommodated one after the other in an enclosed container 20. At one side of this enclosed container 20 an inlet port 20a is provided so as to introduce pressurized air from the turbo- charger 12, and at the other side an outlet port 20b is provided to feed the filtrated air from the main aircleaner 18 to the combustion chamber.申请人:TOKYO ROKI KK更多信息请下载全文后查看。

ANSYS风扇解决方案

ANSYS风扇解决方案

设计计算参数

© 2010 PERA Global
Vista AFD:introduction
透平机械软件的Vista范围包括轴流透平,径向透平,轴流压缩 机,轴流风扇和离心压缩机和离心泵的一维设计。
Vista AFD是轴流风扇设计,它创造了轴流风扇的几何数据,它 也可以提供轴流风扇性能估算。Vista AFD整合在ANSYS Workbench中以便能够在三维分析计算前用于初始的风扇设计。
创建流体域 创建机壳、 蜗壳等
– BladeEditor
是DM的扩展功能,为BladeGen和DM之间提供无缝几何接口。 多级叶片设计
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ANSYS CFD旋转机械仿真系统 – BladeGen
-使用者可开始于: 使用六个设计模板之一 使用Vista 1D工具之一 导入CAD数据
Vista AFD由位于英国伦敦的PCA Engineers limited(是一家国际 工程咨询有限公司,专门从事涡轮机设计、涡轮设计软件和燃气轮 机分析设计软件的研发, PCA服务于许多世界著名的轴向和径向涡 轮机械制造商――包括航空燃气轮机、工业燃气轮机、汽轮机、空 气压缩机、涡轮增压器、气体压缩机、膨胀机和水泵)提供。
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ANSYS CFD旋转机械仿真系统
BladeModeler是一种专门的,容易使用的旋转机械3D设 计软件,能够用来设计轴流式,混流式和离心式流体机 械,如泵、压缩机、风扇、送风机、涡轮、膨胀器、涡 轮增压器等。
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ANSYS CFD旋转机械仿真系统
输入的性能要求创建一个子午面流道和叶片
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64位 MeTiS 分区
•背景
− MeTiS分区方式所支持的网格数量有
上限,用户有时不得不改用其它的分 区方式,导致了分区效率变低
•ANSYS 16提供了64位的MeTiS分区 方式
− 支持对网格数量较大的案例提供高
质量的分区
− 更高的分区效率 更高的计算效率!
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派生的量(平均值,标准偏差),他适用于任何值,并 使用这些值检查准稳态的收敛。
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5
功能强大的求解监测
变量监测 在一个周期 内的平均值 监测
在6个周期 内的平均 值的监测
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6
稳态求解的打断控制
•背景
− 当目标监测量(例如阻力)随迭代步不
− 改善了中弧线平均方法
− 避免了不连续性
R15 (top) shows discontinuities in meridionally-averaged pressure, much improved in ANSYS 16 (bottom)
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CFD-Post 其他功能
− CFD-Post后处理Fluent的 使用了MRF模型的 计算结果时, 使用
“Velocity in Stn Frame” 等同于Fluent自身后处理变量
"Velocity Magnitude"
− 当后处理fluent的计算结果时精度更高
− 更新了预定好的 “comfort factor” 宏
15
改进的质量流量边界条件定义
•背景
− 定义网格区域的质量流量边界条件,
而不是设备的边界
− 当改变叶片数目时,之前定义好的质
量流量将不匹配。 •ANSYS 16 加入新的质量流量边界条件
− 设置选项“Total for All Sectors”, 容许
直接定义设备的质量流量。
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12
分区功能改进
•背景
− 分区质量的重要性越来越高 − 较差的分区质量会影响到求解的稳健性和
HPC的可扩展性
Partitions not smoothed
•ANSYS 16提供了新的光顺分区
− 能够创建更高质量的分区
Partitions smoothed 应用案例展现了新的光顺分区选项改善 了效率和稳健性
•ANSYS 16 提供的SST模型新的功能
红色箭头分别表示基于SST模型和SST再附修 改模型计算获得再附位置,由图可以看出新模 型和实验结果吻合的较好。实验结果用黑色箭 头表示
− 能够准确的预测再附位置 − Note: 网格加密可以将计算误差减小。
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18
颗粒追踪功能加强
− 例如:监测变量的标准差等,计算可以在
给定的值处停止
− 该功能在自动化的工作流中尤为重要,
例如:优化
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Example where solution is stopped when target quantity (red) becomes constant, based on its standard deviation over a defined number of iterations (green) being below a specified threshold value
在 Linux 系统下的图像生成效率
•背景
− 屏幕捕捉模式产生的图片的效率较高,但是在
Linux系统下不支持。
•ANSYS 16 在 Linux系统下,现在完全支持 ‘screen capture’ 模式,很快的获得图像。
Example where time to generate streamline animation using ‘screen capture’ is >50% lower than with default rendering
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13
HPC 诊断和输出概要
•背景
− 标准的CFX输出文件已经在最近的版本更新中
做了精简,但是在并行计算,尤其是分区的数 目较多时,过多的主机信息会使得输出文件的
可读性变差。
•ANSYS 16精简标准诊断的输出信息
− 只标记出最为重要的信息 − 如果用户需要,仍可以选择输出完整的信息
7
HPC 性能提升
•背景
− 之前已经实现了HPC可扩展性的
极大增长,但需要额外设定专家 参数来激活
•ANSYS 16包含了许多HPC的功
能增强和改进
− 注意变动:耦合分区现在是
ANSYS 16使用的默认方法能够改
变收敛性!
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HPC性能测试,4000万节点的瞬态水 轮机仿真 该测试在斯图加特同 Voith Hydro以及 HLRS合作进行
•CFX 现在可以输出谐波用于 − 根据叶栅列的相互影响自定义的engine
order(EO) 。
− 从叶片颤振分析中获得叶片的振动频率
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4
功能强大的求解监测
•背景
− 监测瞬态求解和决定随时间变得周期性的时间是困难的 − 监测整个过程的平均值或其他数值是不可能的 •Cfx求解管理器的新功能 − Cfx求解管理器的新功能让我们很容易的选择监测变量的
ANSYS Turbo system 技术进展
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1
单级瞬态动静叶的傅里叶变换方法
•背景
− 傅里叶变换瞬态动静叶方法(FT-TRS)在之前的版本中是一个beta功
能。现在已经完成了一系列的改进,包括精RS已发展为正式的成熟功能
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21
显示功能加强
•背景
− 创建图文件 (png, jpg, etc)通常会花较长
的时间。
•ANSYS 16 的图创建有了较大的改进
− 包括对花费时间较长的体积变量云图的
创建。
Image file creation time for example with volume rendering • R15: 177 [s] • ANSYS 16: 19 [s]
Camberline and thickness extraction
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30
改进的 TurboGrid 自动化
•背景
− 拓扑分为入口、出口部分以及叶片部
分,网格不能随着几何形状的改变而 变化。
•质量流量出口边界条件设置时压力分布的限制更加简单明了。 •S2S 辐射模型输出不再出现错误的辐射强度
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20
自动注释的精度控制
•背景
− 带有时间显示的瞬态视频的通常都
会根据给定的时间值变化,不能进 行精度的编辑
•ANSYS 16加入了用户控制精度的 功能
− 能够更好的显示瞬态视频的文本。
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29
将导入的 CAD 模型转化为 ANSYS 的叶片设计设计文件形式
•案例: 用户想优化已经存在的CAD叶轮模型
CAD model
− 需要BladeModeler来描述叶片的形状以便进
行优化
− R16 现在可以从外部CAD模型中自动抽取叶片
设计文件,即BladeModeler的文件geometry
再变化的时候可以停止或者打断求解, 即使这个时候求解残差还没有达到设置 的残差量,例如当流场求解时的振荡。 •ANSYS 16 支持监测一些数值
Instantaneous monitor value Std. deviation of monitor over previous ‘n’ iterations
•背景
− 颗粒负载流模拟针对用户关心的一些
方面做了一些改进。
•ANSYS 16 改进了复杂颗粒负载流 的设置和分析
− 表达式:Wall energy flow density − 剪切应变率和其他的常用流体变量可
以直接作为参数用于用户的颗粒流程 序
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其他的 CFX 改进
•背景
− Turbo图片默认为自动创建,这样比较耗时
间,尤其是用户需要手动去设置的时候,要 等到默认的创建完成才可以。
•ANSYS 16 turbo图不再是自动的生成
− 现在是需要点击‘apply ’ 才能完成默认的
turbo图的创建。
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27
更精确的子午面平均方法
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11
输入 / 输出: 文件读取速度
•背景
− 对于复杂的大模型,文件读取时
间可能会变得过长
•ANSYS 16显著降低了文件读取 的时间
− 尤其对于分区数量较多以及网格
中存在较多定义面的复杂模型
4000万节点的瞬态水轮机仿真 案 例,文件读取速度提升明显 该测试在斯图加特同 Voith Hydro 以及HLRS合作进行
算后面的几个周期,来减少总的模拟时间和提高精度。
− 时间步长没有限制
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3
基于 MAPDL 的 Harmonic 强迫响应分析支持 CFD 数据输入 •背景
− ANSYS 15 提供谐波输出用于mechanical
循环模态叠加,但是不支持自定义的 engine order。
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