CAE/CFD分析基础论文
更新时间:2024-02-02 05:37:01 阅读量: 教育文库 文档下载
CAE/CFD分析基础
院 系:化工与能源学院 年 级:09级 专 业:安全工程 班 级:一班 姓 名:边会婷
学 号:指导老师:周俊杰
论文
20090350101
ANSYS Workbench 13.0 循环对称分析功能的革新
Ansys 12.1以及之前的版本,要在workbench中对于循环对称结
构进行分析,需要手动插入command才能实现,而从13.0版本开始,这一限制得到了根本的改变,后面再解释这个所谓的根本改变。下面先以一个小例子介绍在workbench 13.0中进行循环对称分析的具体步骤。
首先当然是得到扇区模型,例子中模型的扇形角为30度,如右图所示:
模型导入Mechanical后,单击标签model可以注意到工具栏的变化,单击工具栏上的Symmetry在模型树中插入对称条件,也可以在标签model上单击右键,插入Symmetry,效果是一样的,如右图,
在模型树中单击标签Symmetry可以注意到上方工具栏的变化,单击工具栏上的Cyclic Region在标签Symmetry下插入循环对称域,也可以在标签Symmetry上单击右键,插入Cyclic Region,效果相同,单击新加入的Cyclic Region标签,在下方中看到如右下图示的Details栏,黄色标示的就是需要手动调整的选项。
分别选择模型的两个扇区边界面,作为高低边界,选择完成后发现坐标系处仍然以黄色标记,如右图所示,研究后发现,此处需要指定圆柱坐标系才能完成定义。建立圆柱坐标系过程此处略去。
定义完成后的模型如下图所示:
由于设定了循环对称边界条件,加之模型比较简单,所以下面的网格划分过程中可以不进行Match Control操作,循环对称面上节点会自动匹配好,如果是循环对称面不规则,或者有多个面组成,就需要手动添加Match Control,强制网格匹配,Match Control的定义方法与上面提到的Cyclic Region定义类似,有兴趣可以自己尝试一下。
然后是求解设定,这里要进行的是一个固有频率分析,单击Analysis Setting,在下面的Detail框中定义求解选项,如右图所示。注意到在靠近下方的位置,出现了Cyclic Controls的选项,只有一个属性(谐波指数范围)可以调整,默认的程序自动控制时,会依次计算从0到最大(间隔1)的所有谐波指数对应模态。也可以选择手动控制,指定特定的谐波指数,如下图所示:
然后在内孔上定义Cylindrical Support,仅放开径向位移,固定轴向和周向位移,进行模态分析后得到结果如右图所示,可以看到程序计算了从0到6各谐波指数下的前6阶模态。
在后处理查看模态位移时,可以通过定义谐波指数和模态阶次进行查看,而且得到的都是经圆周扩展后的图形显示,如下图所示为谐波指数5下的第5阶模态:
为了搞清楚Workbench是怎么处理这整个过程的,我们把设定完成的模型写出到ANSYS input文件(默认为***.DAT),用记事本打开后,找到定义循环对称的部分,看到下列语句:
/com,*********** ***********
CYCOPT,USRROT,1 CYCOPT,STATUS
Create
Periodic/Cyclic
Symmetry
*DIM,_CYCLICMAP,ARRAY,2,78 *SET,_CYCLICMAP(1,1),197,241 ……. …….
*SET,_CYCLICMAP(1,78),958,913 CYCLIC,12,,12,,,_CYCLICMAP
关键是最后一句,以前可是没有这种定义方式的,打开CYCLIC命令在线帮助, CYCLIC,NSECTOR,ANGLE,KCN,Name,USRCOMP,USRNMAP
对
比
V12.1
版
本
的
在
线
帮
助
,
CYCLIC,NSECTOR,ANGLE,KCN,Name,USRCOMP
可以看到CYCLIC命令多了一个称作USRNMAP的域定义,下面简单翻译了一下这个域定义的内容:
USRNMAP 用户自定义的数组名称,用于指定扇区高低边界上相互匹配的节点对,只有当域USRCOMP =0时生效,并且跳过自动探测扇区边界的过程。节点对可以以任意顺序输入,但是对于每一对节点,第一个输入的节点必须位于低边界上。
下面是一个例子:
*DIM,MYMAP,ARRAY,2,14 !定义数组,用于存放高低边界节点对编号
*set,mymap(1,1),107,108 !低边界节点号107,对应的高边界节点号
108 *set,mymap(1,2),147,211 !低边界节点号147,对应的高
边界节点号
211 *set,mymap(1,3),110,109 !低边界节点号110,对应的高边界节点号109
… !定义所有的14对节点 cyclic,12,,1,,,MYMAP !使用自定义的数组生成循环对称边界条件
所以得到结论是,为了让Workbench能够胜任循环对称分析,ANSYS对CYCLIC命令进行了扩充,这种扩充是对ANSYS深层次的变革,相对于通过APDL达到同样的效果来的更彻底,这就是为什么本文开头说根本改变的原因。
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