ANSYSworkbench化学石化工业中的流体仿真
ANSYS有限元分析在石油工业中应用(全面)
第一章引言计算机软硬件技术的迅猛发展，给工程分析、科学研究以至人类社会带来急剧的革命性变化 ，数值模拟即为这一技术革命在工程分析、设计和科学研究中的具体表现。
数值模拟技术通过汲取当今计算数学、力学、计算机图形学和计算机硬件发展的最新成果，根据不同行业的需求，不断扩充、更新和完善。
现代化石油科技的一个突出特点就是把原有的石油及其它学科的理论、方法与不断发展的计算机技术结合起来，采用多学科联合攻关，从而形成新的石油理论和方法或制造出新型仪器、工具和设备，以最现代化的计算机软硬件技术为手段综合应用多学科技术解决石油天然气工业中的技术难题，进而提高油气勘探、开发、开采、运输与油气加工工程的科学技术水平和经济效益。
近三十年来，计算机计算能力的飞速提高和数值计算技术的长足进步，诞生了商业化的有限元数值分析软件，并发展成为一门专门的学科－计算机辅助工程CAE。
这些商品化的CAE软件在石油天然气工业领域的应用不断普及并逐步向纵深发展，CAE工程仿真在石油天然气工业设计中的作用变得日益重要。
在众多的CAE软件中，在石油领域应用最多、最广的软件是ANSYS软件。
在石油天然气工业领域，CAE仿真在产品开发、研制与设计及科学研究中已显示出明显的优越性：CAE仿真可有效缩短新产品的开发研究周期虚拟样机的引入减少了实物模型的试验次数大幅度地降低产品研发成本在精确的分析结果下制造出高质量的产品能够快速的对设计变更作出反应能充分的和CAD设计结合并对不同类型的问题进行分析能够精确的预测出产品的性能1－2、ANSYS数值模拟在石油工业中的应用领域ANSYS具有非常强大的多物理场分析功能和无可比拟的求解深广度，其求解功能几乎涵盖了石油天然气工业的所有设计领域。
在石油工业中，ANSYS的研究应用领域包括：地球物理勘探 油气开发工程 石油钻井工程 采油工程油田地面工程建设 石油机械工程 油气储运工程 海洋石油工程 压力容器设计图 1－2、ANSYS 油藏构造应力场反演结果 图 1－3、ANSYS 传动齿轮滚动接触应力图1－4、ANSYS 计算流体力学分析 图1－5、ANSYS 石油套管外挤变形仿真图1－1、ANSYS 四桩腿采油平台设计第二章 ANSYS在油气勘探开发中的应用油气勘探开发工程的研究内容之一是进行盆地多学科综合研究，以提高对区域地质和石油地质的认识。
ANSYS流体流动场分析指南
第一章 FLOTRAN 计算流体动力学(CFD)分析概述FLOTRAN CFD 分析的概念ANSYS程序中的FLOTRAN CFD分析功能是一个用于分析二维及三维流体流动场的先进的工具，使用ANSYS中用于FLOTRAN CFD分析的FLUID 141和FLUID 142 单元，可解决如下问题：• 作用于气动翼(叶)型上的升力和阻力• 超音速喷管中的流场• 弯管中流体的复杂的三维流动同时，FLOTRAN还具有如下功能：• 计算发动机排气系统中气体的压力及温度分布• 研究管路系统中热的层化及分离• 使用混合流研究来估计热冲击的可能性• 用自然对流分析来估计电子封装芯片的热性能• 对含有多种流体的(由固体隔开)热交换器进行研究FLOTRAN 分析的种类FLOTRAN可执行如下分析：• 层流或紊流• 传热或绝热• 可压缩或不可压缩• 牛顿流或非牛顿流• 多组份传输这些分析类型并不相互排斥，例如，一个层流分析可以是传热的或者是绝热的，一个紊流分析可以是可压缩的或者是不可压缩的。
层流分析层流中的速度场都是平滑而有序的，高粘性流体（如石油等）的低速流动就通常是层流。
紊流分析紊流分析用于处理那些由于流速足够高和粘性足够低从而引起紊流波动的流体流动情况，ANSYS中的二方程紊流模型可计及在平均流动下的紊流速度波动的影响。
如果流体的密度在流动过程中保持不变或者当流体压缩时只消耗很少的能量，该流体就可认为是不可压缩的，不可压缩流的温度方程将忽略流体动能的变化和粘性耗散。
热分析流体分析中通常还会求解流场中的温度分布情况。
如果流体性质不随温度而变，就可不解温度方程。
在共轭传热问题中，要在同时包含流体区域和非流体区域（即固体区域）的整个区域上求解温度方程。
在自然对流传热问题中，流体由于温度分布的不均匀性而导致流体密度分布的不均匀性，从而引起流体的流动，与强迫对流问题不同的是，自然对流通常都没有外部的流动源。
可压缩流分析对于高速气流，由很强的压力梯度引起的流体密度的变化将显著地影响流场的性质，ANSYS对于这种流动情况会使用不同的解算方法。
ANSYS workbench化学石化工业中的流体仿真
ANSYS CAE 解决方案
◦ 在结构的所有单元上的风力载荷的详细分布图
◦ 研究波浪的影响的能力
◦ 研究在暴风雨中哪个部分会遭受到最强的载荷,
包括风的影响
◦ 增强对升降机甲板周围的力和流体的细节的理
解
Some images courtesy of BP ANSYS UGM 2017
油气水三相分离器
August 3, 2017
ANSYS UGM 2017
储运 输油管
化学/石化的仿真需求分析
• 钻采 • 储运 • 炼化过程 • 石油化工
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© 2017 ANSYS, Inc.
August 3, 2017
ANSYS UGM 2017
化学/石化的仿真需求分析
钻采
钻探/井下 海上 平台
陆上的
储运
长输管道 压力容器 泄露、环境污染
气体浮选装置
挑战
◦ 主要的设计挑战是在一个单一的垂直罐体内通过
气体浮选系统进行高强度的分离
◦ 注入微小尺寸的气泡 (100 到 500 微米).
ANSYS CAE 解决方案
◦ 对气体浮选装置里现有的标准喷射器作仿真分析 ◦ 设计新的气体喷射器，并且仔细地研究它们的性
能以得到它们的效率
◦ 考虑多相流体，以及它们在气体浮选装置里不同
燃烧器、燃烧炉、泄露着火、烟气脱硫…….）
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August 3, 2017
ANSYS UGM 2017
ANSYS CFD解决方案
产品参数优化
换热模型
丰富的多相流模 型（欧拉、DPM VOF）
旋转机械设备
ANSYS CFD
ANSYS流体流动场分析指南
ANSYS流体流动场分析指南流体流动场分析是一种在工程领域中广泛应用的数值模拟方法，它可以帮助工程师了解和预测流体在给定几何结构中的行为。
ANSYS是一种流体流动场分析软件，它提供了各种工具和功能，使工程师能够进行高质量的流体流动场分析。
本指南将介绍ANSYS流体流动场分析的一般步骤和技巧，以帮助初学者有效地进行流体流动场分析。
1.准备工作在进行流体流动场分析之前，需要进行一些准备工作。
首先，需要准备好几何模型，包括流体流动区域和周围环境的几何形状。
其次，需要根据实际情况选择合适的流体模型，例如是液体还是气体，以及流体的物理特性，如密度、黏度等。
最后，需要准备好边界条件，包括入口速度、出口压力等。
2.创建模型在ANSYS中创建模型是流体流动场分析的第一步。
可以使用ANSYS提供的几何建模工具创建几何结构，也可以导入其他CAD软件创建的几何模型。
在创建模型时，需要确保流动区域的几何结构合理且尽可能简化，以便提高计算效率。
3.网格划分在进行流体流动场分析之前，需要将几何结构划分为离散的网格。
合理的网格划分对于准确和有效地求解流体流动方程非常重要。
ANSYS提供了各种网格划分工具，如自动网格划分和手动网格划分工具。
在进行网格划分时，需要注意网格的稳定性和精度，以及网格重构的技巧。
4.设置边界条件在进行流体流动场分析之前，需要设置边界条件。
边界条件包括入口速度、出口压力、壁面条件等。
设置合适的边界条件对于准确模拟实际流体流动行为非常重要。
在设置边界条件时，需要根据实际情况并考虑流体流动方程的边界条件。
5.定义物理模型在进行流体流动场分析之前，需要定义物理模型。
物理模型包括流体的物理特性，如密度、黏度等，以及流体流动的物理现象，如湍流、热传导等。
在定义物理模型时，需要根据实际情况选择合适的模型，并根据流体流动行为进行合理的假设。
6.求解流动方程在进行流体流动场分析之前，需要求解流动方程。
流动方程描述了流体在给定几何结构中的流动行为。
浅析ANSYS技术在化工机械设计中的应用
浅析ANSYS技术在化工机械设计中的应用
ANSYS是一种计算机辅助工程分析软件，广泛应用于各个领域的工程分析和设计中。
在化工机械设计中，ANSYS技术被广泛应用于流体传动、传热、结构分析等方面。
本文将从这几个方面来浅析ANSYS技术在化工机械设计中的应用。
ANSYS技术在化工机械设计中的流体传动分析方面具有重要的应用价值。
在化工设备中，流体传动是一个非常重要的工作环节，如泵、风机、管道等。
ANSYS软件可以通过流场模拟来分析和优化这些传动系统的性能。
通过建立几何模型和流体动力学模型，可以计算出流速、压力分布、压力损失等参数，进而确定传动系统的性能和效率。
ANSYS技术在化工机械设计中具有重要的应用价值。
通过对流体传动、传热和结构的分析和优化，可以提高化工设备的性能、效率和可靠性。
ANSYS软件具有直观的界面和丰富的分析功能，可以使设计人员更加方便和快捷地进行分析和设计工作。
ANSYS技术在化工机械设计中的应用前景非常广阔。
ansys workbench建模仿真技术及实例详解 -回复
ansys workbench建模仿真技术及实例详解-回复什么是ANSYS Workbench建模仿真技术，以及提供一个实例来详解。
ANSYS Workbench建模仿真技术是一种集成在ANSYS软件平台下的先进仿真建模工具。
它能够提供全面的、高精度的仿真分析，用于解决各种工程问题。
ANSYS Workbench能够模拟并分析结构力学、流体动力学、热传导和电磁场等各种物理现象，它是一个功能强大且灵活的工具，可用于设计优化、性能评估和故障诊断等应用。
ANSYS Workbench的优势之一是其集成的工作环境。
它提供了一个统一的界面，允许工程师能够轻松地建立多物理场的模型、设置边界条件、进行网格划分以及执行仿真分析。
这个集成环境大大提高了工作效率，减少了因为转换格式而产生的错误和不一致性。
ANSYS Workbench还具有高度可扩展性。
它支持多种不同类型的分析，并且可以与其他工具和软件集成。
这使得工程师能够根据他们的特定需求，选择合适的分析方法和模型。
此外，ANSYS Workbench还可以通过添加插件和自定义脚本等方式进行扩展和定制化，以满足用户需求。
下面以一个实例来详细说明ANSYS Workbench建模仿真技术的应用。
假设我们要设计一个汽车的底盘，我们希望通过仿真分析来优化其刚度和强度。
首先，我们需要建立一个底盘的三维几何模型。
可以使用ANSYS SpaceClaim软件来创建几何模型，然后将其导入到ANSYS Workbench 中进行后续分析。
接下来，我们需要定义材料属性。
通过在材料库中选择合适的材料，并输入相应的力学参数，如弹性模量、泊松比和屈服强度等。
这些参数将用于定义底盘的材料行为。
然后，我们需要设定边界条件。
我们可以设定车轮的载荷、车身的支撑条件、底盘的连接方式等。
这些边界条件将用于约束和模拟底盘在实际工况下的受力情况。
接着，我们需要对几何模型进行网格划分。
ANSYS Workbench提供了多种网格划分工具，可以根据模型的复杂性和分析需求选择合适的网格类型和划分方法。
ANSYS流体流动场分析指南
ANSYS流体流动场分析指南ANSYS是一款强大的工程仿真软件，可以用于流体力学分析。
在进行流体流动场分析之前，我们需要进行一系列准备工作，包括建立几何模型、网格划分、设定物理模型、设定求解器和后处理结果等。
下面是ANSYS流体流动场分析的详细指南。
1.建立几何模型：在进行流体流动场分析之前，我们需要先建立几何模型来描述流体流动的几何形状。
可以使用ANSYS提供的几何建模工具（如DesignModeler）或导入外部几何模型。
2.网格划分：在建立几何模型之后，需要对几何体进行网格划分，将其分割为有限的小单元。
ANSYS提供了多种网格划分工具（如ICEMCFD），可根据具体问题选择合适的划分方法和参数。
3.设定物理模型：在进行流体流动场分析之前，需要设定物理模型，包括流体的性质（如密度、粘度）、边界条件（如入口速度、出口压力）和物理现象（如湍流、传热）。
可以根据具体问题选择合适的物理模型和参数。
4.设定求解器：在设定了几何模型、网格和物理模型之后，需要选择合适的求解器来求解流体力学方程。
ANSYS提供了多种求解器（如FLUENT），可根据具体问题选择合适的求解器和求解方法。
5.设置求解参数：在进行流体流动场分析之前，需要对求解器进行进一步的设置，包括时间步长、收敛准则和数值格式等。
这些参数的选择将直接影响计算结果的准确性和计算效率。
6.进行数值模拟：在完成前面的准备工作之后，可以开始进行数值模拟，求解流体力学方程，得到流场的分布情况。
可以通过单步计算或迭代计算的方式进行求解，直到满足收敛准则为止。
7.后处理结果：在完成数值模拟之后，需要对计算结果进行后处理，包括流场的可视化、数据的提取和分析。
ANSYS提供了强大的后处理工具，如CFD-Post，可以对计算结果进行可视化、动画展示和数据分析。
在进行流体流动场分析时，还需要注意以下几点：1.网格的质量：网格质量对于计算结果的准确性和计算效率至关重要，应尽量避免生成糟糕的网格，特别是在流动区域和边界层附近。
ANSYS流体流动场分析指南
ANSYS流体流动场分析指南概述：ANSYS是一款广泛应用于工程领域的仿真软件，其中包括了流体力学领域的流动场分析。
流动场分析是一种应用数值方法对流动现象进行建模和计算的过程，通过模拟流体在不同条件下的流动行为，可以预测流体的速度、压力、温度等参数，进而对工程问题进行分析和优化。
本指南将重点介绍如何使用ANSYS进行流体流动场分析，包括建模、网格生成、边界条件设置、物理模型选择、求解和结果后处理等方面的内容。
一、建模在进行流动场分析之前，首先需要进行建模。
ANSYS提供了多种建模工具，包括几何实体建模、CAD导入、参数化建模等。
用户可以根据实际需求选择相应的建模工具进行建模。
建模的目标是根据流体流动现象的特点和实际工程问题的要求来构建合适的模型。
二、网格生成在完成建模后，需要对模型进行网格生成。
网格生成是将模型离散为有限单元或有限体积的过程，决定了后续数值计算的准确度和计算效率。
ANSYS提供了多种网格生成工具，包括刚体网格生成、自适应网格生成等。
用户可以选择相应的网格生成工具根据实际需求和模型特点生成合适的网格。
三、边界条件设置在进行流动场分析之前，需要设置合适的边界条件。
边界条件包括流体的入口条件、出口条件、壁面条件等。
对于入口条件，需要指定流体的入口速度、入口压力或流量等；对于出口条件，需要指定出口压力或出口速度等；对于壁面条件，如模型表面的摩擦、换热等效应，需要指定相应的条件。
四、物理模型选择在ANSYS中，可以选择多种不同的物理模型来进行流动场分析。
常用的物理模型包括静流动、稳流动、湍流流动、多相流动等。
用户需要根据流动现象的实际特点和要求选择合适的物理模型。
五、求解在设置完边界条件和物理模型后，可以进行数值计算求解流动场。
ANSYS提供了多种求解器，包括有限体积法、有限元法等。
用户可以根据模型的特点和求解要求选择相应的求解器进行求解。
六、结果后处理在求解完成后，可以对结果进行后处理分析。
ansys流体力学仿真原理
ansys流体力学仿真原理
ANSYS流体动力学仿真的基本原理如下：
首先，利用流体力学基础进行仿真。
这种方法通过模拟流体的运动，计算出模型中流体发生的各种变化，如温度、流速等。
这些计算基于质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程等理论知识。
在实际计算中，虽然不可能达到完全的守恒，但当计算出的残差小于10的负五次方时，通常认为结果是守
恒的。
其次，CFD（计算流体动力学）是ANSYS流体动力学仿真中常用的方法。
在ANSYS Fluent中，最常用的方法是使用有限体积法进行计算。
这种方法导出的离散方程具有守恒特性，并且离散方程系数的物理意义明确。
在CFD 中，包含四个几何要素：节点、控制体积、界面和网格线。
通过这种方法，可以提供流体的各种信息，如压力、速度、温度、受力情况、多相流的分布以及流体中各组分的构成。
最后，仿真流程包括确定模拟目的、前处理、求解器设置、结果展示与检查以及复算等步骤。
具体来说，在确定模拟目的阶段，需要确定自己需要计算的变量和关心的结果；在前处理阶段，完成模型的设置后，使用Fluent进
行网格划分和计算求解等设置；在求解器设置阶段，由于网格划分结束后，
已将物理模型/空间离散，获取了多个小单位控制体，即可开始求解方程；
在结果展示与检查阶段，完成计算之后，还需进行结果的后处理并修改呈现结果的方式，使其简单易懂；在复算阶段，最后考虑进行模型的修正，尝试获得更优的结果。
以上信息仅供参考，如果想要了解更多关于ansys流体力学仿真原理的问题，建议查阅相关网站或者专业书籍获取帮助。
ANSYS有限元分析在石油工业中的应用
ANSYS有限元分析在石油工业中的应用引言:ANSYS有限元分析（Finite Element Analysis）是一种通过数值方法来模拟和分析工程结构在不同工况下的应力、应变、温度和变形等物理现象的技术。
在石油工业中，ANSYS有限元分析可以应用于油井钻探、油井完井、油井生产、油井压裂等各个环节中，帮助工程师优化设计和提升工作效率。
1.地层力学分析ANSYS有限元分析可以对地层力学进行建模和仿真，帮助工程师了解地层中的应力和变形特性。
通过对地层进行模拟，可以预测地层中的应力分布、变形情况，从而优化油井的设计和施工方案，提高油井的钻孔质量和完井效果。
2.油管强度分析油管在油井中承受着高温高压和复杂工况下的载荷，因此油管的强度分析是非常重要的。
通过ANSYS有限元分析，可以对油管的受力情况进行建模和仿真，了解油管受力、应力和变形情况，从而评估油管的强度和安全性。
此外，也可以在设计阶段对油管进行优化，提升其抗压能力和抗拉能力。
3.放射状碎裂模拟在油井压裂过程中，通过高压液体将地层岩石破碎，以增加油井的产能。
ANSYS有限元分析可以模拟压裂过程中的放射状碎裂，研究岩石的断裂特性和裂缝扩展规律。
通过模拟和分析，可以优化油井的压裂工艺，提高压裂效果和油井的产能。
4.油藏渗流分析油藏渗流分析是石油工业中非常重要的一项研究内容，它可以揭示油藏中的油水气流分布、渗流路径和油水气的运移规律，对于油藏开发和油井生产有着重要的指导作用。
ANSYS有限元分析可以模拟油藏中的渗流过程，通过建立数学模型和参数模拟流体的运动和连续方程。
通过模拟和分析，可以评估油藏开发的效果，指导油井生产的调整。
5.油井完井优化ANSYS有限元分析还可以用于油井完井的优化设计。
通过模拟和分析常规完井工具和技术的使用效果，可以评估完井的质量和效果。
此外，可以借助ANSYS软件的优化功能，对完井方案进行优化，提高完井效率和产能。
结论:ANSYS有限元分析在石油工业中的应用非常广泛，它可以用于地层力学分析、油管强度分析、压裂模拟、油藏渗流分析和油井完井优化等方面。
ANSYS Workbench 17·0有限元分析：第17章-流体动力学分析
第17章 流体动力学分析 计算流体动力学分析（机进行数值计算，模拟流体流动时的各种相关物理现象，包括流动、热传导、声场等。
计算流体动力学分析广泛应用于航空航天器设计、★ 掌握流体动力学分析的基础理论。
17.1 流体动力学基础对于所有流动，都需要求解质量和动量守恒方程。
对于包含传热或可压性流动，还需要增加能量守恒方程。
如果是湍流问题，还要选择求解相应的湍流模型。
17.1.1 质量守恒方程适合可压和不可压流动的质量守恒形式为：m i iS u x t =∂∂+∂∂)(ρρ 式中：ρ为密度，t 为时间，i u 为速度张量，i x 为坐标张量。
等式左边第1项是密度变化率，当求解不可压缩流动时该项为零；第2项是质量流密度的散度；右边的源项m S 是稀疏相增加到连续相中的质量，如液体蒸发变成气体或者质量源项，在单相流中，该源项为零。
17.1.2 动量守恒方程在惯性坐标系下，i 方向的动量守恒方程为：第17章 流体动力学分析i i jij i j i j i F g x x p u u x u t ++∂∂+∂∂−=∂∂+∂∂ρτρρ)()( 式中：ρ为密度；t 为时间；i u 、j u 为速度张量；i x 、j x 为坐标张量；i g ρ为重力体积力；p 是静压；i F 是重力体积力和其他体积力（如源于两相之间的作用），i F 还可以包括其他模型源项或者自定义的源项；ij τ是应力张量，定义为：ijl l i j j i ij x u x u x u δμμτ∂∂−⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂+∂∂=32 式中：μ为流体粘性系数。
通过求解能量方程，可以计算流体和固体区域之间的传热问题。
能量守恒方程形式如下： h eff ij j j j j i eff i i i S u J h x T k x p E u x E t ++−∂∂∂∂=+∂∂+∂∂∑′′′)(())(()(τρρ 式中：T 为温度；k k k t eff +=，为有效导热系数（湍流导热系数根据湍流模型来定义）；j J ′是组分j ′的扩散通量。
使用ANSYSCFX进行流体力学模拟入门
使用ANSYSCFX进行流体力学模拟入门一、流体力学介绍流体力学是研究流体的运动规律以及液体和气体在外力作用下的行为的科学。
在工程领域中，流体力学模拟是一种有效的分析方法，可以预测和理解流体的行为，以帮助设计和优化流体系统。
在本文中，我们将介绍使用ANSYS CFX进行流体力学模拟的入门知识。
二、ANSYS CFX简介ANSYS CFX是一种流体力学模拟软件，它可以对各种流动和传热问题进行模拟和分析。
它利用计算流体动力学（CFD）技术，通过数值方法对流体力学问题进行求解。
CFX具有强大的求解器和后处理功能，可以模拟复杂的流体现象，并提供详细的结果分析。
三、CFD模拟基本步骤1. 几何建模：在进行流体力学模拟之前，需要创建一个几何模型，用于描述流体系统的形状和边界条件。
可以使用ANSYS DesignModeler等工具进行几何建模。
2. 网格生成：为了进行数值求解，需要将几何模型离散化为网格。
网格的质量和细度对模拟结果有很大影响，因此需要根据具体问题进行合理的网格划分。
ANSYS CFX提供了自动网格生成工具，也支持导入其他网格生成软件生成的网格。
3. 物理模型：根据具体问题，选择合适的物理模型和边界条件。
ANSYS CFX提供了各种模型和边界条件选项，如湍流模型、传热模型、流体材料属性等。
根据具体需求进行设置。
4. 数值求解：在设定好物理模型和边界条件后，可以进行数值求解。
ANSYS CFX提供了强大的求解器，可以根据设定自动求解流体力学问题。
求解过程需要进行收敛准则的设置，以确保数值计算稳定。
5. 后处理：模拟完成后，可以对结果进行后处理和分析。
ANSYS CFX提供了丰富的后处理工具，可以进行流场可视化、数据提取和结果分析等操作。
可以根据需求生成报告和图表，以帮助理解和解释模拟结果。
四、案例分析：CFD模拟流过汽车的空气流动以汽车流动为例，介绍使用ANSYS CFX进行CFD模拟的基本步骤和注意事项。
使用ANSYS进行CFD流体力学计算的技巧
使用ANSYS进行CFD流体力学计算的技巧使用ANSYS进行CFD流体力学计算的技巧关于计算流体力学主要有以下几个主要问题大家比较关心一、关于瞬态计算的问题：计算瞬态设置参数与稳态不同，主要设置的参数为：1． FLDATA1,SOLU,TRAN,1 设置为瞬态模式2． FLDATA4,TIME,STEP,0.02, 自定义时间步时间间隔0.02秒3． FLDATA4,TIME,TEND,0.1, 设置结束时间0。
1秒4． FLDATA4,TIME,GLOB,10, 设置每个时间步多少次运算5． fldata4a,time,appe,0.02 设置记录时间间隔6．SET,LIST,2 查看结果7．SET,LAST 设为最后一步8．ANDATA,0.5, ,2,1,6,1,0,1 动态显示结果以上为瞬态和稳态不同部分的设置和操作，特别是第五步。
为了动态显示开始到结束时间内气流组织的情况，还是花了我们很多时间来找到这条命令。
如果你是做房间空调送风计算的，这项对你来说非常好，可以观察到从开空调机到稳定状态的过程。
二．关于建模的问题大家主要关心的建模问题是模型的导入和导出，及存在的一些问题。
这些问题主要体现在：1．AUTOCAD建模导出后的格式与ANSYS兼容的只有SAT格式。
PROE可以是IGES格式或SAT格式。
当然还有其它格式，本人使用的限于正版软件，只有上述两种格式。
SAT格式可由PROE中导出为IGES格式。
ANSYS默认的导入模型为IGES格式的图形模型。
2．使用AUTOCAD一般绘制界面比较复杂的拉伸体非常方便。
如果是不规则体，用PROE和ANSYS都比较方便，当然本人推荐用ANSYS本身的建模功能。
对于PROE，因为它的功能强大，本人推荐建立很复杂的模型如变截面不规则曲线弯管（如血管）。
3．导入过程中会出现默认选项和自定义选项，一般本人推荐使用自定义选项，以避免一些操作带来的问题。
有时出现显示只有线而没有面颜色的问题，可以用命令：/FACET,NORML 来解决这个问题。
学习使用Ansys进行流体力学仿真与分析
学习使用Ansys进行流体力学仿真与分析Chapter 1: Introduction to AnsysAnsys is a powerful software package used for engineering simulation and analysis. With its robust capabilities, engineers and researchers can simulate and analyze various fluid mechanics problems. In this chapter, we will explore the fundamental concepts of Ansys and its applications in fluid mechanics simulations.1.1 Overview of AnsysAnsys is a widely used software package that provides advanced engineering simulation capabilities. It offers several modules for different engineering disciplines, including structural mechanics, fluid mechanics, electromagnetics, and more. The software utilizes finite element analysis (FEA) to simulate and analyze complex engineering problems accurately.1.2 Applications of Ansys in Fluid MechanicsIn fluid mechanics, Ansys can be employed for a range of applications, such as:1.2.1 Flow VisualizationAnsys allows engineers to visualize complex fluid flows using tools like streamlines, particle traces, and velocity vectors. This helps in understanding flow patterns, identifying areas of turbulence, and optimizing designs for better performance.1.2.2 Flow AnalysisAnsys allows for detailed analysis of fluid flows, including pressure distribution, velocity profiles, and turbulence intensity. This information is crucial for engineers to optimize designs, reduce drag, and improve overall system efficiency.1.2.3 Heat Transfer AnalysisAnsys provides the capability to analyze combined fluid flow and heat transfer problems. Engineers can simulate heat transfer mechanisms such as conduction, convection, and radiation to optimize cooling systems, HVAC designs, and thermal management strategies.Chapter 2: Basic Steps in Ansys Fluid Mechanics Simulation2.1 Geometry CreationThe first step in Ansys fluid mechanics simulation is creating a detailed geometric model of the system or component being analyzed. Ansys offers various tools for creating 2D or 3D geometries, including parametric modeling, importing CAD files, or using built-in shapes and primitives.2.2 Mesh GenerationAfter creating the geometry, the next step is to generate a mesh. A mesh consists of small elements that discretize the fluid domain for numerical analysis. Ansys provides powerful meshing tools to generatestructured or unstructured meshes, ensuring accurate representation of the geometry and efficient computation.2.3 Setting Boundary ConditionsBoundary conditions define the behavior of the fluid at the system boundaries. This includes specifying inlet and outlet velocities, pressures, temperature, and other relevant parameters. Ansys allows engineers to impose these conditions through intuitive graphical interfaces or by defining mathematical functions.2.4 Defining Material PropertiesThe next step is to assign appropriate material properties to the fluid being analyzed. This includes parameters like density, viscosity, thermal conductivity, and specific heat capacity. Ansys provides a wide range of pre-defined material libraries, or engineers can input custom material properties as required.Chapter 3: Ansys Fluid Mechanics Simulation Techniques3.1 Solver SelectionAnsys offers several solvers for fluid mechanics simulations, including the finite volume method, finite element method, and boundary element method. Each solver has its advantages and is suitable for different types of problems. It is essential to choose the appropriate solver based on the geometry, physics, and desired level of accuracy.3.2 Solution InitializationBefore starting the simulation, it is crucial to initialize the solution with appropriate initial conditions. This includes setting the initial velocity, pressure, and temperature values throughout the fluid domain. Ansys provides tools to ensure the solution starts from a realistic state, increasing the reliability of the results.3.3 Solving the EquationsAnsys uses numerical methods to solve the fluid flow equations, such as the Navier-Stokes equations, energy equation, and turbulent model equations. The software employs iterative numerical techniques to converge towards a stable solution. Engineers can specify convergence criteria to control the accuracy and computational effort of the simulation.Chapter 4: Post-processing and Result Analysis4.1 Post-processing ToolsAfter the simulation is complete, Ansys provides a wide range of post-processing tools to analyze and interpret the results. These tools include 2D and 3D visualization, contour plots, iso-surfaces, animations, and comprehensive quantitative reports. Engineers can extract valuable insights from these post-processed results to optimize designs or validate hypotheses.4.2 Result AnalysisAnsys allows engineers to perform in-depth result analysis by comparing numerical simulations with experimental data or analytical solutions. This helps in validating the accuracy of the simulation and providing further insights into the physics of the problem.Conclusion:Ansys is an indispensable tool for fluid mechanics simulation and analysis. Its wide range of capabilities, from geometry creation to post-processing, simplifies the complex process of studying fluid flow and heat transfer phenomena. By using Ansys, engineers and researchers can optimize designs, improve system efficiency, and make informed engineering decisions. With its ever-expanding features and continuous development, Ansys remains at the forefront of fluid mechanics simulation software.。
Ansys Workbench Fluid Flow(FLUENT)经典问题
1 对于刚接触到FLUENT新手来说，面对铺天盖地的学习资料和令人难读的FLUENT help，如何学习才能在最短的时间内入门并掌握基本学习方法呢？学习任何一个软件，对于每一个人来说，都存在入门的时期。
认真勤学是必须的，什么是最好的学习方法，我也不能妄加定论，在此，我愿意将我三年前入门FLUENT心得介绍一下，希望能给学习FLUENT的新手一点帮助。
由于当时我需要学习FLUENT来做毕业设计，老师给了我一本书，韩占忠的《FLUENT流体工程仿真计算实例与应用》，当然，学这本书之前必须要有两个条件，第一，具有流体力学的基础，第二，有FLUENT 安装软件可以应用。
然后就照着书上二维的计算例子，一个例子，一个步骤地去学习，然后学习三维，再针对具体你所遇到的项目进行针对性的计算。
不能急于求成，从前处理器GAMBIT，到通过FLUENT进行仿真，再到后处理，如TECPLOT，进行循序渐进的学习，坚持，效果是非常显著的。
如果身边有懂得FLUENT 的老师，那么遇到问题向老师请教是最有效的方法，碰到不懂的问题也可以上网或者查找相关书籍来得到答案。
另外我还有本《计算流体动力学分析》王福军的，两者结合起来学习效果更好。
2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语：理想流体和粘性流体；牛顿流体和非牛顿流体；可压缩流体和不可压缩流体；层流和湍流；定常流动和非定常流动；亚音速与超音速流动；热传导和扩散等。
/dvbbs/viewFile.asp?BoardID=61&ID=1411A.理想流体（Ideal Fluid）和粘性流体（Viscous Fluid）：流体在静止时虽不能承受切应力，但在运动时，对相邻的两层流体间的相对运动，即相对滑动速度却是有抵抗的，这种抵抗力称为粘性应力。
流体所具备的这种抵抗两层流体相对滑动速度，或普遍说来抵抗变形的性质称为粘性。
粘性的大小依赖于流体的性质，并显著地随温度变化。
实验表明，粘性应力的大小与粘性及相对速度成正比。
如何使用ANSYSFluent进行流体动力学分析和模拟
如何使用ANSYSFluent进行流体动力学分析和模拟1. 概述ANSYS Fluent是一款强大的流体动力学分析和模拟软件，广泛应用于工程、航空航天、汽车、能源等领域。
本文将介绍如何使用ANSYS Fluent进行流体动力学分析和模拟，并分为以下几个章节展开讲解。
2. 准备工作在开始使用ANSYS Fluent之前，首先需要准备工作。
包括安装软件、了解软件的基本操作和界面、准备模拟所需的几何模型和边界条件等。
在准备工作中，还需要选择合适的流体模型、物理模型、边界条件和网格划分方案。
3. 建立几何模型在使用ANSYS Fluent进行流体动力学分析和模拟之前，首先需要建立几何模型。
可以通过CAD软件进行建模，然后导入到ANSYS Fluent中。
在建立几何模型的过程中，需要考虑物体的形状、大小、结构等因素，并根据需要设定不同的边界条件。
4. 设定边界条件在进行流体动力学分析和模拟时，边界条件的设置是非常重要的。
边界条件可以分为入口边界条件、出口边界条件和壁面边界条件等。
入口边界条件可以设置进口速度、温度和浓度等；出口边界条件可以设置出口压力和涡量等；壁面边界条件可以设置壁面粗糙度、热传导和传质等。
通过合理设置边界条件，可以得到准确的分析结果。
5. 网格划分网格划分是进行流体动力学分析和模拟的关键步骤之一。
通过将几何模型划分成小的网格单元，可以对流体的运动进行离散化处理。
网格划分的质量直接影响到计算结果的准确性和计算的效率。
在进行网格划分时，需要考虑流场的特征，选择合适的网格类型和网格密度。
6. 模拟设置在进行流体动力学分析和模拟之前，还需要进行一些模拟设置。
包括选择适当的求解器、设定求解精度和收敛准则等。
不同的流体问题需要选择不同的求解器，如稳态问题可以选择压力-速度耦合求解器，非稳态问题可以选择显式求解器。
通过合理设置模拟参数，可以加快计算过程和提高计算精度。
7. 运行模拟在完成模拟设置后，可以开始运行模拟。
ANSYSWorkbench基础教程与工程分析详解第十章流体动力学分析
G JJ G G 其中， τ = pI + τ * ；则上式也可写成： J G J GJ G G JG G ∂ ( ρV ) + ∇ ⋅ ( ρVV + pI ) = ρ F + ∇ ⋅ τ * ∂t G τ * 为黏性应力张量。动量守恒方程也称作 N-S 方程，也是牛顿运动定律在流体力学 中的表述。
以上三组方程是 CFD 计算的理论依据， 三组守恒的表达式以不同阶次偏微分方程形式 描述，这类方程的理论解通常只有对一些简单情况、具有简单的边界条件时才能获得。然 而流动方程通常是复杂和非线性的，一般情况下是无法求解理论结果（解析解）的，所以 必须借助于近似的离散方法，如有限元、有限体或有限差分法求数值解。 目前，ANSYS CFD 软件使许多不擅长 CFD 的其他专业研究人员也能够轻松地进行流 体动力学的数值计算。
3．计算流体力学的特点
CFD 的长处是适应性强、应用面广。首先，流动问题的控制方程一般是非线性的，自
变量多，计算域的几何形状和边界条件复杂，很难求得解析解，而用 CFD 方法则有可能找 出满足工程需要的数值解；其次，可利用计算机进行各种数值实验。例如，选择不同流动 参数进行物理方程中各项有效性和敏感性实验，从而进行方案比较。 再者，它不受物理模型和实验模型的限制，省钱省时，有较多的灵活性，能给出详细 的和完整的资料，很容易模拟特殊尺寸、高温、有毒、易燃等真实条件和实验中只能接近 而无法达到的理想条件。CFD 也存在一定的局限性。首先，数值解法是一种离散近似的计 算方法，依赖于物理上合理、数学上使用、适合于计算机上进行计算的离散的有限数学模 型，且最终结果不能提供任何形式的解析表达式，只是有限个离散点上的数值解，并有一 定的计算误差。 第二，它不像物理模型实验一开始就能给出流动现象并定性地描述，往往需要由原体 观测或物理模型实验提供某些流动参数，并需要对建立的数学模型进行验证。
Ansys_Workbench零基础超详细单向流体分析的例子
零基础超详细流体分析的例子例子说明本例中只有单纯流体，观察流体流经三角台时速度与压强的变化。
本例的几何文件可用任何CAD软件生成，过程是这样的：先建一个长方体；再见一个三角形，拉伸成一个凸台；长方体减去凸台；最后只剩下一个几何体；（其实形状可以根据自己喜好调整）另存为IGS文件。
（其实很多格式都可以，根据喜好）1.从开始菜单启动WorkBench2.新建mesh cell拖动左边Mesh图标到Schematic中即可3.关联几何文件本例的几何文件是由CatiaV5另存的IGS格式，也可以用Ansys自带的DesignModeler制作，那就要点击New Geometry，而不是Import Geometry。
4.启动ICEM在ICEM中做两件事：建3个Named Selection（inlet、outlet、wall）；划分网格。
4.1.创建Named SelectionA．右键进气（液）面，选Create Named Selection，命名为inletB．同理，选中对面的出气（液）面，命名为outletC．同理，选中剩余8个面，命名为wall。
按住Ctrl键实现多选。
4.2.划分网格A．点击Mesh调出网格划分选项B．展开Sizing，选Relevance Center为Fine，意思是网格划分较细C．另外，做如下设置D．点击Update，生成网格E．保存F．关闭ICEM，回到WB 5.建立一个CFX cell6.Update CFX Cell7.进入CFX-Pre7.1.进入快速设置7.2.设置好一页后点击Next7.3.刷新并保存，退出CFX-Pre8.求解8.1.进入求解器8.2.直接运行8.3.退出求解器9.查看结果9.1.进入后处理器9.2.新建一个观察平面点击apply查看结果点击Apply查看结果。
ansysworkbench流体优化操作
Ansys workbench 流体流动与传热优化通过这种实验可是实现网格考核、结构尺寸对目标函数的影响分析、参数的敏感性分析以及工况参数对目标函数的影响分析等，找到最优的网格尺寸、结构尺寸和操作工况。
下图为典型的ANSYS workbench优化分析的示意图：其中模块与模块之间的关联可以实现交换数据。
本文采用响应面优化的方法实现流体流动与传热的模拟优化。
1．几何模型的建立一．Geometry阶段采用solidworks建立几何模型（注意本机上一定要同时有ANSYS和solidworks）。
下图为建立几何模型的过程：为了简便采用简单的模型来验证本方法。
建立一个草图圆，然后智能尺寸标注，弹出尺寸修改窗，还有尺寸设置窗口。
在这里要设置实现参数化的几何尺寸关联接口。
方法为：在尺寸设置窗口的主要指那一栏的第一个参数前面手动加上一个”DS_”，同时在模型树里面把每一步的操作名改为英文的（注意避开一些敏感字母），以下都按此操作。
然后退出草图，拉伸凸台。
这里标注第二个尺寸：拉伸长度。
鼠标指针放到拉伸特征上，这是窗口出现草图出现拉伸的尺寸，蓝色的尺寸。
然后右击该尺寸，出现尺寸设置窗口，修改主要指加上“DS_”。
至此，几何模型的创建结束，保持文档。
回到ansys workbench 界面，geometry后面打上了对号，提示已经完成。
双击geometry启动DM工具。
导入刚刚创建的模型，出现导入对话框，里面有很多设置项，这里采用默认设置，点击generate按钮导入创建的几何模型。
可以看到属性里已经出现修改过的参数化尺寸。
显示两个paremeters，前面的框点击出现P表示设置成参数书尺寸了。
关闭DM，回到workbench界面。
二．Meshing阶段点击mesh启动meshing设置边界：点击geometry，然后右键选择create named selection创建边界：网格部分的控制点击mesh,在下方出现设置框。
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ANSYS UGM 2017
催化裂化主风机优化
挑战
◦ FCC（催化裂化） 的性能受到主风机性能的局
限
◦ 再生装置里FCC催化剂燃烧后产生的焦炭 ◦ 主风机设计来鼓动空气，并使之进入再生空
气支管
◦ 主风机的效率不到90%
客户实例的结果和受益
◦ 从周围的空气进入到主风机进气口流线的仿真模
拟，以寻找出流体流动过程中的问题
泄漏
◦ 当侵蚀斑出现之后侵蚀加剧
Incoming particulate Erosion caused by particle impact
FLOW
Plots of erosion contours in a 4-inch test case
larger ID after 42 hr
ANSYS CAE 解决方案
August 3, 2017
ANSYS UGM 2017
Composite CFD results illustrating the vortex core
and flow velocity at various axial planes
管道内的侵蚀
挑战
◦ 管道系统截面的变化是必要的 ◦ 肘部或缩减面的侵蚀导致材料的损耗和
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August 3, 2017
ANSYS UGM 2017
混合搅拌
挑战
◦ 在化学品和碳氢化合物的处理中混合是基本的一环 ◦ 很多的参数来影响好的混合 ◦ 选择正确的容器，包括几何形状、类型、相关的内部结构等
Composite animation of species mixing downstream of a PBT impeller and the pressure pulses on the baffle
ANSYS CAE 解决方案
◦ 优化人口设计来减少侵蚀，增加效率，以
及研究装置的适用范围
◦ 几何和结构的优化设计以符合2相和3相不
同粒子的应用
◦ 关于各种应用和分离器的形状，要考虑：
粒子质量，直径，载荷 流体特性，压力下降 结构应力，构造，侵蚀 单独使用的和组合使用的性能
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挑战
◦ 浮式海上平台，风、浪、流作用下结
构振荡的运动形式
◦ 油水交界面晃动 ◦ 复杂的流体运动，包括合并，截断以
及多相流体
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August 3, 2017
Simulated effect of baffles in reducing sloshing in a oil-water-gas separator
天然气脱水
挑战
• 天然气中包括了饱和水蒸汽、H2S、固体颗粒等杂质 • 输送过程中容易凝集成液态水
• 容易溶解酸性气体，而形成具有较强腐蚀性的酸液腐 蚀设备
• 高速气体与叶片产生碰撞 产生激波
解决：
•克服了高速气流与旋流叶片撞击造成的 能力损失 •避免了分离后水滴的二次蒸发，提高了 分离效率 •将冷凝和分离都集中在了扩充段，省去 了直管段，优化了流场 •改良后的超音速气液分离器已经投入了 生产，属于了海上天然气的一部分
流动、混合与分离 颗粒流 相变、换热 组分输运、燃烧与化学反应
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August 3, 2017
ANSYS UGM 2017
钻头设计
挑战
◦ 钻口设计对于清除岩屑来说占主
要地位
◦ 清除岩屑的效率是鉴定机械转速
(ROP)最佳化的关键
◦ 测量和可见模型的建立是非常困
气体浮选装置
挑战
◦ 主要的设计挑战是在一个单一的垂直罐体内通过
气体浮选系统进行高强度的分离
◦ 注入微小尺寸的气泡 (100 到 500 微米).
ANSYS CAE 解决方案
◦ 对气体浮选装置里现有的标准喷射器作仿真分析 ◦ 设计新的气体喷射器，并且仔细地研究它们的性
能以得到它们的效率
◦ 考虑多相流体，以及它们在气体浮选装置里不同
◦ 分离器、过滤器和其它实体操作装置的设计和优化
Volume fraction of gas bubbles in a fluidized bed with internals (solid volume fraction is in red)
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August 3, 2017
Tricone Drill Bit
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August 3, 2017
Some images courtesy of Hughes Christenson & Pluere ANSYS UGM 2017
流化床颗粒运动
挑战
◦ 颗粒尺寸的控制 ◦ 相互接触的微粒的设计 (控制微粒的磨损) ◦ 微粒有效分离、分类和收集的装置的设计 ◦ 细小结构的捕获和移动 ◦ 气化和流动层的反应
Transient pressure distribution caused by ocean waves on an shallow water platform
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August 3, 2017
windward
leeward
Pressure distribution, production troll
燃烧器、燃烧炉、泄露着火、烟气脱硫…….）
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August 3, 2017
ANSYS UGM 2017
ANSYS CFD解决方案
产品参数优化
换热模型
丰富的多相流模 型（欧拉、DPM VOF）
旋转机械设备
ANSYS CFD
相变（沸腾、 蒸发冷凝、空化）
高效并行
流固耦合FSI
ANSYS UGM 2017
Velocity contours illustrating flow distribution at the exit of blower
Image courtesy ExxonMobil
海上平台载荷分析
挑战
◦ 在不同的风力载荷和波浪载荷下结
构的安全性
◦ 风的方向和与之相连的力的影响
Macro mixing structures, colored by
ANSYS CAE 解决方案
vorticity contours, in a mixing tank with a 6balded Rushton impeller
◦ 不管是单相还是多相的流体，详细的分析结果都有助于
对混合情况的了解（包括热和质量的传递）
August 3, 2017
ANSYS UGM 2017
储运 输油管
化学/石化的仿真需求分析
• 钻采 • 储运 • 炼化过程 • 石油化工
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August 3, 2017
ANSYS UGM 2017
化学/石化的仿真需求分析
钻采
钻探/井下 海上 平台
陆上的
储运
长输管道 压力容器 泄露、环境污染
ANSYS UGM 2017
目录
• 化学/石化行业仿真需求 • ANSYS在化学/石化应用中的解决方案
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August 3, 2017
ANSYS UGM 2017
化学/石化行业仿真需求分析
PDC钻头
除砂橇
油水分离器
石油天然气开采 炼油
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Middle: comparison of simulation and experiment for a nonperforming eductor
Bottom Right: final design, illustrated through uniform bubble distribution.
难的也是代价昂贵的
Contours of shear stress in the cone (left) and at the bottom (right).
ANSYS CAE 解决方案
◦ 标志着有效地清除岩屑的关于流场和剪切效
率特性的详细信息
◦ 优化
锥体的清洁, 底孔的清洁 岩屑排出
◦ 腐蚀预测 ◦ 扭矩相关的机械应力的处理能力
ANSYS CAE 解决方案
◦ 在结构的所有单元上的风力载荷的详细分布图
◦ 研究波浪的影响的能力
◦ 研究在暴风雨中哪个部分会遭受到最强的载荷,
包括风的影响
◦ 增强对升降机甲板周围的力和流体的细节的理
解
Some images courtesy of BP ANSYS UGM 2017
油气水三相分离器
化学/石化工业中的流体仿真
李红梅/ 流体应用工程师 安世亚太科技股份有限公司
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August 3, 2017
ANSYS UGM 2017
目录
• 化学/石化行业仿真需求 • ANSYS在化学/石化应用中的解决方案
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August 3, 2017
位置的表现
◦ 用户的实例：新的注射器和阻碍系统产生的气泡
得到了很好的分散，并且消除了不希望的循环区 域
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August 3, 2017
ANSYS UGM 2017
Top: A vertical column induced gas floatation (IGF) on a transport skip