Построение плоских и пространственных объектов / Книги по ANSYS / Руководство по Ansys и Flotran
.pdfwww.ans.com.ru
Руководство по основным методам проведения анализа в программе ANSYS.
Справочник по тепловому анализу в ANSYS
Руководство по решению сопряженных задач в ANSYS
Руководство по гидрогазодинамическому модулю ANSYS
FLOTRAN
1
Руководство по основным методам проведения анализа в программе ANSYS.
Содержание:
1. Начинаем работать с ANSYS.
1.1. Выполнение типичного анализа в ANSYS. 1.2. Построение модели
1.2.1. Задание имени и заголовка анализа. 1.2.1.1. Задание имени.
1.2.1.2. Задание заголовка анализа. 1.2.1.3. Установка единиц измерения.
1.2.2. Задание типов элемента.
1.2.3. Определение вещественных констант элемента. 1.2.3.1. Создание сечений.
1.2.4. Определение свойств материалов. 1.2.4.1. Линейные свойства материала. 1.2.4.2. Нелинейные свойства материала.
1.2.4.3. Анизотропные упругие свойства материала. 1.2.4.4. Интерфейс модели материала.
1.2.4.4.1. Доступ к интерфейсу. 1.2.4.4.2. Выбор поведения материала. 1.2.4.4.3. Ввод данных материала.
1.2.4.4.4. Изменение значений свойств материала 1.2.4.4.5. Пример: задание модели материала. 1.2.4.4.6. Пример: изменение данных модели материала.
1.2.4.4.7. Пример: задание комбинации моделей материала. 1.2.4.4.8. Интерфейс модели материала – смешанные пункты.
1.2.4.5. Использование файлов библиотеки материалов. 1.2.4.6. Формат файлов библиотеки материала.
1.2.4.7. Установка пути чтения/записи для файлов библиотеки материала.
1.2.4.8. Создание (запись) фала библиотеки материала. 1.2.4.9. Чтение файла библиотеки материала.
1.2.5. Создание геометрической модели.
1.2.6. Задание нагружений и получение решений. 1.2.6.1. Установка типа и опций анализа. 1.2.6.2. Задание нагружений.
1.2.6.3. Установка опций шага нагружения. 1.2.6.4. Запуск решения.
1.2.7. Обзор результатов.
2. Нагружения
2.1. Обзор нагружений
2.2. Что такое нагрузка?
2.3. Шаги нагружения, приращения и равновесные итерации. 2.4. Роль времени в качестве параметра слежения.
2.5. Пошаговые и линейные нагрузки.
2.6. Как задавать нагрузки.
2.6.1. Нагрузки на твердую модель: преимущества и недостатки.
2.6.2. Нагрузки на конечно элементную модель: преимущества и недостатки. 2.6.3. Ограничивающие условия.
2.6.4. Установка симметричных или антисимметричных граничных условий.
2
2.6.5. Передача ограничивающих условий.
2.6.5.1. Переустановка ограничивающих условий.
2.6.5.2. Масштабирование значений ограничивающих условий. 2.6.5.3. Конфликт ограничивающих условий.
2.6.6. Силы (Концентрированные нагрузки). 2.6.6.1. Повторное задание силы. 2.6.6.2. Масштабирование значений силы. 2.6.6.3. Передача сил
2.6.7. Поверхностные нагрузки.
2.6.7.1. Задание давления на балочные элементы.
2.6.7.2. Установка зависимости номера узла от поверхностной нагрузки. 2.6.7.3. Задание наклона.
2.6.7.4. Повторное задание поверхностной нагрузки. 2.6.7.5. Передача поверхностных нагрузок.
2.6.7.6. Использования элементов с поверхностным эффектом для задания нагрузок.
2.6.8. Объемные нагрузки.
2.6.8.1. Задание объемных нагрузок на элементы. 2.6.8.2. Задание объемных нагрузок на ключевые точки.
2.6.8.3. Задание объемных нагрузок на линии, площади и объемы. 2.6.8.4. Задание общей объемной нагрузки.
2.6.8.5. Повторное задание объемной нагрузки. 2.6.8.6. Передача объемных нагрузок.
2.6.8.7. Масштабирование значений объемной нагрузки.
2.6.8.8. Разрешение конфликтных ситуаций, возникающих при задании объемных нагрузок.
2.6.9. Инерционные нагрузки.
2.6.10. Сопряженные нагрузки.
2.6.11. Осесимметричные нагрузки и реакции. 2.6.11.1. Дальнейшие советы и предупреждения.
2.6.12. Нагрузки не влияющие на степень свободы. 2.6.13. Начальное напряжение.
2.6.13.1. Формат файла начального напряжения.
2.6.13.2. Пример импорта начальных напряжений в ANSYS 2.6.13.3. Задача, использующая ISTRESS
2.6.13.4. Файл выходных данных, записываемый командой ISWRITE 2.6.14. Задание нагрузок, используя параметры массива (тип TABLE).
2.6.14.1. Задание первичных параметров. 2.6.14.2. Определение независимых переменных.
2.6.14.3. Выполнение операций с табличными параметрами. 2.6.14.4. Проверка граничных условий.
2.6.15. Задание функциональных граничных условий. 2.6.15.1. Function Editor
2.6.15.2. Function Loader 2.6.15.3. Пример.
2.6.15.4. Построение графика или вывод в список значений функционального граничного условия.
2.7. Установка опций шага нагружения.
2.7.1. Основные опции.
2.7.1.1. Диалоговое окно Solution Controls 2.7.1.2. Опция Time
2.7.1.3. Количество шагов нагружения и величина временного шага.
3
2.7.1.4. Автоматический выбор временного шага. 2.7.1.5. Пошаговые или линейные нагрузки. 2.7.1.6. Другие основные опции.
2.7.2. Динамические опции.
2.7.3. Нелинейные опции.
2.7.4. Опции, контролирующие выходную информацию. 2.7.5. Опции Biot-Savart.
2.7.6. Spectrum Options
2.8. Создание многократных файлов шагов нагружения.
2.9. Установка предварительного растяжения в соединительной детали. 2.9.1. Использование команды PSMESH
2.9.2. Использование команды EINTF
2.9.3. Пример использования PSMESH
2.9.4. Пример анализа предварительного растяжения (метод GUI) 2.9.4.1. Задаем заголовок анализа 2.9.4.2. Определим тип элемента.
2.9.4.3. Задание свойств материала. 2.9.4.4. Установка опций просмотра. 2.9.4.5. Создание геометрии.
2.9.4.6. Наложение конечно элементной сетки. 2.9.4.7. Решение: задание предварительного натяжения.
2.9.4.8. Постобработка: Результаты предварительного растяжения. 2.9.4.9. Решение: Задание температурного градиента.
2.9.4.10. Постобработка: Тепловые результаты и результаты предварительного натяжения.
2.9.4.11. Выход из ANSYS
4
Справочник по тепловому анализу в ANSYS
Глава 1. Введение.
1.1. Анализ тепловых явлений.
1.2. Как ANSYS интерпретирует тепловое моделирование. 1.2.1. Конвекция.
1.2.2. Теплообмен излучением.
1.2.3. Специальные эффекты.
1.3. Виды теплового анализа.
1.4. Решение совместных задач.
1.5. О маршрутах GUI и синтаксисе команд. Глава 2. Стационарный тепловой анализ.
2.1. Определение стационарного анализа.
2.2. Доступные для теплового анализа элементы. 2.3. Команды, используемые в тепловом анализе. 2.4. Алгоритм проведения теплового анализа.
2.5. Построение модели.
2.5.1. Создание геометрии модели.
2.6. Задание граничных условий и решение задачи. 2.6.1. Задание типа анализа.
2.6.2. Задание граничных условий.
2.6.2.1. Постоянные температуры (TEMP) 2.6.2.2. Тепловой поток (HEAT)
2.6.2.3. Конвекция (CONV)
2.6.2.4. Плотность теплового потока (HFLUX) 2.6.2.5. Энерговыделение (HGEN)
2.6.3. Использование таблицы и функции в качестве граничных условий. 2.6.4. Определение параметров шага нагружения.
2.6.5. Основные параметры.
2.6.6. Нелинейные параметры.
2.6.6.1. Графическое отслеживание сходимости. 2.6.7. Параметры вывода.
2.6.8. Задание параметров анализа. 2.6.9. Сохранение модели. 2.6.10. Решение модели.
2.6.11. Обзор результатов анализа. 2.6.12. Считывание результатов. 2.6.13. Просмотр результатов.
2.7. Процедура стационарного теплового анализа (командный метод). 2.7.1. Описание задачи.
2.7.2. Методика проведения анализа. 2.7.3. Команды создания и решения модели.
2.8. Процедура стационарного теплового анализа (интерактивный метод) Шаг 1: Присвоение имени, решаемой задачи.
Шаг 2: Задание системы единиц измерения. Шаг 3: Задание типа элемента.
Шаг 4: Задание свойств материала.
Шаг 5: Задание параметров для моделирования. Шаг 6: Создание геометрии контейнера и трубы. Шаг 7: Наложение цилиндров.
Шаг 8: Просмотр полученной модели. Шаг 9: Удаление лишних объемов.
5
Шаг 10: Создание компонента AREMOTE Шаг 11: Отрисовка линий на площадях.
Шаг 12: Соединение (конкатенация) площадей и линий. Шаг 13: Задание плотности сетки вдоль линий.
Шаг 14: Построение конечно - элементной модели.
Шаг 15: Отключение нумерации и отображения элементов. Шаг 16: Определение типа решения и опций.
Шаг 17: Задание общей начальной температуры. Шаг 18: Задание конвективных граничных условий. Шаг 19: Задание температуры компонента AREMOTE.
Шаг 20: Задание конвективных граничных условий, зависящих от температуры.
Шаг 21: Возврат рабочей плоскости и системы координат в исходное состояние.
Шаг 22: Задание параметров шага нагружения Шаг 23: Решение модели.
Шаг 24: Обзор полученных узловых температур.
Шаг 25: Построение векторного поля плотностей теплового потока Шаг 26: Завершение работы ANSYS
2.9. Решение тепловых задач с помощью табулированных граничных условий 2.9.1. Решение задачи при помощи команд.
2.9.2. Интерактивное решение задачи.
Шаг 1: Задание одномерной таблицы.
Шаг 2: Задание свойств материала и типа элемента.
Шаг 3: Создание геометрической и конечно-элементной модели. Шаг 4: Задание табличных граничных условий.
Шаг 5: Проверка приложенных граничных условий. Шаг 6: Задание опций анализа и решение модели.
Шаг 7: Выполнение заключительной обработки результатов решения. Шаг 8: Завершение.
Глава 3. Нестационарный тепловой анализ.
3.1. Определение нестационарного теплового анализа.
3.2. Элементы и команды, используемые в нестационарном тепловом анализе. 3.3. Процедура нестационарного теплового анализа.
3.4. Создание модели.
3.5. Задание граничных условий и получение решения. 3.5.1. Задание типа анализа.
3.5.2. Задание начальных условий.
3.5.2.1. Задание общей начальной температуры. 3.5.2.2. Задание неравномерной начальной температуры.
3.5.3. Задание опций шага нагружения.
3.5.3.1. Стратегия задания временного шага. 3.5.3.2. Основные опции.
3.5.4. Нелинейные опции.
3.5.5. Управление выводом результатов расчета. 3.6. Сохранение модели.
3.6.1. Решение модели.
3.7. Просмотр результатов расчета.
3.7.1. Как просмотреть результаты расчета.
3.7.2. Просмотр результатов с помощью основного постпроцессора.
3.7.3. Обзор результатов с помощью постпроцессора динамики изменения результатов.
6
3.8. Просмотр результатов расчета в виде графиков или таблиц. 3.8.1. Построение изолиний.
3.8.2. Построение векторных полей. 3.8.3. Просмотр результатов в виде таблиц.
3.9. Фазовый переход
3.10. Пример нестационарной тепловой задачи.
3.10.1. Описание примера.
3.10.2. Значения свойств материалов. 3.10.3. Решение задачи GUI методом. 3.10.4. Решение задачи командным методом.
3.11. Где найти другие примеры нестационарного теплового анализа. Глава 4. Излучение.
4.1. Что такое теплообмен излучением?
4.2. Решение задач лучистого теплообмена.
4.3. Определения.
4.4. Использование радиационного линейного элемента LINK31. 4.5. Использование элементов с поверхностным эффектом.
4.6. Использование метода радиационной матрицы.
4.6.1. Процедура.
4.6.1.1. Определение излучающих поверхностей. 4.6.1.2. Генерация радиационной матрицы.
4.6.1.3. Использование радиационной матрицы в тепловом анализе. 4.6.2. Рекомендации по использованию пространственных узлов.
4.6.2.1. Рекомендации по методу без экранирования. 4.6.2.2. Рекомендации по методу с экранированием.
4.6.3. Общие рекомендации по использованию AUX12 метода радиационной матрицы.
4.7. Использование радиационного решателя.
4.7.1. Процедура.
4.7.1.1. Задание радиационных поверхностей. 4.7.1.2. Задание опций решения.
4.7.1.3. Задание опций для вычисления угловых коэффициентов. 4.7.1.4. Вычисление и запрос угловых коэффициентов.
4.7.1.5. Задание опций нагружения.
4.8. Пример решения двумерной стационарной задачи лучистого теплообмена с помощью радиационного решателя (командный метод).
4.8.1. Описание примера.
4.8.2. Команды для создания и решения модели.
7
Руководство по гидрогазодинамическому модулю ANSYS/FLOTRAN
Содержание
1. Обзор FLOTRAN CFD
1.1. Что такое FLOTRAN CFD
1.2. Виды анализа FLOTRANа
1.2.1. Ламинарное течение
1.2.2. Турбулентное течение
1.2.3. Тепловой анализ
1.2.4. Сжимаемое течение
1.2.5. Неньютоновское течение
1.2.6. Многофазные течения
1.3. О маршрутах GUI и синтаксисе команд 2. Основы анализа во FLOTRANе
2.1. Характеристика элементов, используемых во FLOTRANе 2.1.1. Описание элемента FLUID141
2.1.1.1 Исходные данные. 2.1.1.2 Элемент жидкости
2.1.1.3 Распределенное сопротивление. 2.1.1.4 Модель вентилятора.
2.1.1.5 Элементы твердой области
2.1.1.6 Краткое описание входных параметров элемента FLUID141
2.1.1.7 Краткое описание выходных параметров элемента FLUID141 2.1.1.8 Допущения и ограничения.
2.1.2. Описание элемента FLUID142 2.1.2.1 Исходные данные. 2.1.2.2 Элемент жидкости
2.1.2.3 Распределенное сопротивление. 2.1.2.4 Модель вентилятора.
2.1.2.5 Элементы твердой области
2.1.2.6 Краткое описание входных параметров элемента FLUID142
2.1.2.7 Краткое описание выходных параметров элемента FLUID142 2.1.2.8 Допущения и ограничения.
2.1.3. Дополнительные возможности
2.2. Применение конечных элементов FLOTRANа: ограничения и замечания 2.2.1. Ограничения на использование конечных элементов FLOTRAN
2.3. Обзор FLOTRANа
2.3.1. Определение расчетной области
2.3.2. Определение режима течения 2.3.3. Генерация конечно-элементной сетки 2.3.4. Задание граничных условий
2.3.5. Задание параметров расчета FLOTRANа 2.3.6. Проведение расчета 2.3.7. Анализ результатов
2.4. Файлы, создаваемые FLOTRANом
2.4.1. Файл результатов
2.4.2. Файл печати (Jobname.PFL) 2.4.3. Файл невязок 2.4.4. Файл рестарта 2.4.5. Файл визуализации
2.4.6. Повторный запуск расчета в FLOTRAN
8
2.5. Способы улучшения сходимости и устойчивости решения 2.5.1. Параметры релаксации 2.5.2. Инерционная релаксация
2.5.3. Модифицированная инерционная составляющая. 2.5.4. Искусственная вязкость 2.5.5. Ограничение значений степеней свободы решения. 2.5.6. Порядок интегрирования
2.6. На что обращать внимание во время расчета на FLOTRANе 2.6.1. Сколько глобальных итераций задавать 2.6.2. Показатели сходимости
2.6.3. Остановка расчета FLOTRANа 2.7. Оценка результатов расчета FLOTRANа 2.8. Проверка результатов
3. Несжимаемое ламинарное и турбулентное течение во FLOTRANе 3.1. Характеристики анализа течения.
3.2. Роль числа Рейнольдса
3.3. Является ли течение турбулентным
3.4. Уровень турбулентности и входные параметры
3.5. Модели турбулентности
3.5.1. Стандартная k-e модель (активна по умолчанию) 3.5.2. Модель турбулентности Zero Equation (ZeroEq) 3.5.3. Модель Re-Normalized Group (RNG)
3.5.4. Новая k- ( модель Shih (NKE) 3.5.5. Нелинейная модель Girimaji (GIR) 3.5.6. Модель Shih, Zhu, Lumley (SZL)
3.6. Требования к построению сетки
3.7. Граничные условия
3.8. Стратегия решения сложных задач
4. FLOTRAN Тепловой анализ
4.1. Обзор возможностей теплового анализа
4.2. Требования к сетке
4.3. Задание свойств
4.4. Тепловые нагрузки и граничные условия
4.4.1. Задание нагрузок 4.4.1.1. Задание тепловых нагрузок командами
4.4.1.2. Задание нагрузок через GUI 4.4.1.3. Решение
4.5. Стратегия решения
4.5.1. Постоянные свойства жидкости 4.5.2. Вынужденная конвекция, свойства, зависящие от температуры
4.5.3. Свободная конвекция, свойства, зависящие от температуры 4.5.4. Сопряженный теплообмен
4.6. Тепловое равновесие
4.7. Анализ лучистого теплообмена типа поверхность – поверхность, метод Radiosity 4.7.1. Процедура.
4.7.1.1. Задание и проверка радиационных поверхностей. 4.7.1.2. Задание опций решения.
4.7.1.3. Задание опций для вычисления угловых коэффициентов. 4.7.1.4. Вычисление и запрос угловых коэффициентов.
4.8. Пример ламинарного, теплового, стационарного расчета на FLOTRANе 4.8.1. Описание задачи
4.8.2. Решение задачи в интерактивном режиме (метод GUI).
9
Шаг 1. Присвоение имени решаемой задаче. Шаг 2. Задание типа элемента.
Шаг 3. Создание площадей.
Шаг 4. Задание линий, наложение к/э сетки, отрисовка элементов. Шаг 5. Задание скоростей.
Шаг 6: Задание температурных граничных условий. Шаг 7: Задание опций решения.
Шаг 8: Задание свойств текучей среды.
Шаг 9: Установка параметров окружающей среды. Шаг 10: Решение.
Шаг 11: Считывание результатов и построение поля температур. Шаг 12: Контурный график направления потока.
Шаг 13: Векторный график скорости.
Шаг 14: Построение температурных изолиний по контурам движения потока Шаг 15: Построение изолиний скорости по контурам движения
потока.
4.8.3. Решение задачи циркуляции воздуха в командном режиме.
4.9. Пример решения задачи лучистого теплообмена посредством FLOTRAN (командный метод).
4.10. Где найти другие примеры расчета на FLOTRANе 5. Нестационарный анализ
5.1. Задание шага по времени и сходимость 5.2. Завершение и вывод результатов нестационарного расчета. 5.3. Нестационарные граничные условия
6. Расчет сжимаемых течений
6.1. Требования к расчету сжимаемых потоков
6.2. Задание свойств потока
6.3. Граничные условия
6.4. Свободная и встроенная сетка
6.5. Стратегия расчета
6.5.1. Инерционная релаксация
6.6. Пример анализа сжимаемого потока
6.6.1. Описание примера 6.6.1.1. Свойства текучей среды.
6.6.1.2. Приближения и допущения.
6.7. Решение задачи течения воздуха через сопло Лаваля (интерактивный метод) Шаг 1: Установка предпочтений и присвоение имени задаче Шаг 2: Задание типа элементов.
Шаг 3: Создание ключевых точек. Шаг 4: Создание линий.
Шаг 5: Создание площадей.
Шаг 6: Задание скалярных параметров.
Шаг 7: Наложение конечно – элементной сетки на модель. Шаг 8: Сжатие номеров.
Шаг 9: Задание граничных условий. Шаг 10: Задание свойств текучей среды.
Шаг 11: Установка параметров окружающей среды. Шаг 12: Установка опций решения Шаг 13: Решение.
6.8. Решение задачи течения воздуха через сопло Лаваля (командный метод). 7. Задание свойств жидкости во FLOTRANе
10