ANSYS 技術通訊 A001

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發佈日期 2012-05-01


ANSYS 技術通訊 A001

ANSYS 技術通訊 A001

 
 
 
派克航太(Parker Aerospace)ANSYS產品搭配高效能計算提供即時可靠的設計

利用ANSYS模擬軟體開發飛機系統組件,可以洞察閥門與泵的流體動力性能及其應力。派克航太企業系統經理Bob Deragisch表示,這些飛機的液壓和燃油系統必須運行3050年且符合認證,並期望將數百至數千個組件匯入一個分析模型,同時模擬所有可預期的工作環境和操作條件。上述工作需要大量計算,高效能計算叢集為工程師們提供了超越傳統個人工作站分析能量的解決方案。派克航太的工程設計包含飛行控制、液壓、燃油、輸送流體、熱管理、發動機系統和部件,他們使用ANSYS Mechanical, ANSYS CFXANSYS Icepak來進行結構、流體和電子散熱模擬。適度投資於高效能計算叢集,讓研發團隊能夠探索更多設計方案、使用更真實的模型、更大的網格密度和更多的幾何細節,讓企業處於領先地位。

詳情請至: http://www.ansys.com/staticassets/ANSYS/staticassets/resourcelibrary/article/AA-V5-I3-Taming-the-HPC-Queue.pdf

 
馭鐵龍(Zitron)ANSYS FLUENT CFD模擬因應多變的隧道通風系統設計

隧道是建構全球交通運輸的關鍵設施,其通風系統性能極其重要,無論是平時或發生火災事故時的緊急疏散,都必須確保空氣品質為旅客或工作人員所接受。隧道通風系統模擬涉及複雜的物理和動輒數公里長的大型區域,因此非常具有挑戰性。

和實測結果相比,計算流體力學(Computational Fluid Dynamics, CFD)軟體可以精確模擬任何長度隧道的流場和壓降,讓馭鐵龍公司相較於同業贏得更多隧道通風的工程承包,超過45年的營運經驗,已成功交付數百個系統,包括西班牙、瑞士、德國等。由於隧道通風系統結構複雜,以CFD模擬的方式往往比實際建置實驗節省更多時間與金錢成本,ANSYS FLUENT CFD軟體提供了極廣泛的物理模型讓馭鐵龍公司準確預測隧道通風系統的性能。馭鐵龍公司的CAD軟體和ANSYS workbench平台密切整合,讓幾何參數對應通風性能的敏感度分析效率極高,他們已掌握了隧道尺寸、風扇數量、風扇距離、網格疏密、火警發生位置等設計參數,準確預測隧道內的空氣品質和溫度、速度分佈等物理現象。馭鐵龍與ANSYS CFD軟體的密切合作,成功締造了公共建設、隧道消防安全工程的競爭優勢。 詳情請至: http://www.ansys.com/staticassets/ANSYS/staticassets/resourcelibrary/article/AA-V5-I3-Tunnel-Vision.pdf

 
學術團隊的前端CFD模擬研究工作面臨極嚴格的工程技術標準

即使許多行業已應用尖端的CFD模擬分析設計其產品,但當前最驚豔的一些工程創新仍發生於學術界的前端研究。從汽車、航太產業到生醫應用,學術研究人員必須確保CFD軟體的準確度和效率跟上他們的腳步,以確保技術的深度、廣度和可靠性。

通常學術團隊需要特殊的深度物理模型(如紊流、化學、粒子和真實流體性質)、物理廣度(包括結構、流體和熱傳)和耦合(例如流-固相互作用或熱-電模型),許多應用也需要模擬移動部件的暫態。這些開創性的工作資金來源通常是捐款或補助,因此所使用的CFD軟體必須是通過ISO認證和各項品質標準的可靠工具。此外,CFD廠商的技術支援讓大學團隊能掌握各功能以完成工作,而依使用者需求客製化能自訂物理模型、邊界和收斂條件等大幅增加了軟體的彈性,最後CFD廠商和學術團隊成為合作夥伴,相互解決問題、自定義技術並提供客製化的培訓,讓雙方產出最大化。

ANSYS在世界各地大學的CFD前端研究的相關案例:英國南安普敦大學(University of Southampton, U.K)Neil Bressloff教授超過15年應用ANSYS軟體解決各種CFD問題,從F1賽車的空氣動力學、生物流動、紊流燃燒噴射系統等;美國北卡羅來納州立大學(North Carolina State University, U.S.A.)Behnam Pourdeyhimi教授使用ANSYS軟體超過12年,帶領不織布合作研究中心進行大規模擬真纖維纏繞、吸水性和流體動力、焠火材料、顆粒汗液體過濾及不織布生產相關的複雜CFD問題。Pourdeyhimi表示,ANSYS對客戶的需求非常敏銳,培養學生學習高效能計算已有顯著效果,該產業70家公司絕大多數是ANSYS用戶,ANSYS成為CFD模擬的業界標準;英國利茲大學(University of Leeds, U.K.)Mohamed Pourkashanian教授的團隊使用ANSYS CFD軟體進行複雜的航太噴射引擎和燃料化學燃燒,以及先進發電的模擬。ANSYS軟體的品質和流程控管讓團隊的工作滿足嚴格的標準,和建置真實量測試驗相比,節省了時間和數百萬美元。團隊同時發展新的物理模型加入ANSYS求解器,易用性、可靠性和客製化讓ANSYS產品獲得肯定。 詳情請至: http://www.ansys.com/staticassets/ANSYS/staticassets/resourcelibrary/article/AA-V5-I3-Working-at-the-Frontiers-of-CFD-Simulation.pdf

▲Pourdeyhimi’s research group uses ANSYS Fluent software to model air flow fields during melt-blowing production processes for nonwoven fibers. During melt blowing, molten polymer streams are injected into high-velocity gas jets, and polymer fibers are attenuated by the resulting drag force.

▲Pourkashanian and his team used engineering simulation software to predict oxy-coal combustion in an industrial combustion test facility with recycled flue gas to address the major technical challenges of using this system for power generation with carbon capture and sequestration.

 

 

美國Santa Clara NVIDIA 公司,使用Ansys Mechanical分析3-D眼鏡的應力與熱潛變。並且NVIDIA公司進行以下測試 :當計算非線性問題以及接近一萬個自由度的複雜模型時,要花費60個小時。若有效率的選擇工作站與GPU(6000)的平行運算,將只花費一個小時。 詳情請至
http://www.ansys.com/staticassets/ANSYS/staticassets/resourcelibrary/article/AA-V5-I3-HPC-Delivers-a-3-D-View.pdf

▲3-D glasses model

▲Deformation that occurs when worn by 95th percentile of males

▲Von Mises stresses

 

 

美國賓州變壓器工業科技
新一代的變壓器設計更加複雜,工程師面臨設計與時間的考驗。美國賓州的變壓器工業(PTTI),已使用Ansys的多重物理耦合,發展出更完美的設計。首先使用Ansys maxwell進行電場分析,接著使用Ansys Mechanical structural進行模態分析,最後使用Ansys CFDFluent進行流場分析。最後達到降低變壓器的噪音與成本支出,更縮減了體積。 詳情請至 http://www.ansys.com/staticassets/ANSYS/staticassets/resourcelibrary/article/AA-V5-I3-Power-Play.pdf

▲Electric field distribution between two adjacent high-voltage windings

▲Magnetic flux density distribution in magnetic shunts

 

 

腳踏車鐵架分析
腳踏車支架一般使鋼、鋁、鈦合金或是複合碳纖維材料,複合碳纖維材料,因材料輕且可製造性高,故日漸廣泛使用在登山腳踏車。 依照以往慣例,模擬複合材料的另一項工作是定義纖維方向性,必須使用複雜的計算與數值分析。德國Cheminitz 大學使用Ansys Composite PrepPost software分析複合碳纖維材料的應力。 詳情請至 http://www.ansys.com/staticassets/ANSYS/staticassets/resourcelibrary/article/AA-V5-I3-Ply-Cycle.pdf

▲Inverse reserve factor using Cuntze failure criteria; critical areas in red

▲Inverse reserve factor of optimized design

 

 

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