ANSYS CFX позволяет качественно и с высоким быстродействием решитьбольшое количество разноплановых задачгидродинамики. Данный программный комплекс нашел широкое применение в турбомашиностроении, где позволяет выполнить моделирование процессов, происходящих в насосах, вентиляторах, компрессорах, газовых турбинах и гидротурбинах. Основные возможности модуля ANSYS CFX: моделирование течений потоков в турбомашинах. Моделирование турбулентности. Конвективный и лучистый теплообмен. Многофазные течения.Задачи аэро/гидроупругости.Химические реакции и горение. Метод «погруженного тела».Модели динамического взаимодействия системы «ротор-статор» (TransientRotor-Stator, TRS или TransientBladeRow, TBR) дают возможность учитывать сложные физические эффекты, возникающие при взаимодействии вращающихся и неподвижных лопаток, при этом нет необходимости моделирования полных венцов, чтозначительноуменьшаетрасчетное время (рис.
4).В различных отраслях промышленности и науки имеется необходимость моделирования многофазных течений: конденсация пара и кипение воды в теплоэнергетических установках, перемещение и сепарация газожидкостных смесей в нефтегазовой промышленности, псевдоожиженные засыпки в химических реакторах. Данные виды расчетов, реализованные в модуле ANSYS CFXявляются одними их сложнейших в вычислительной гидродинамике[5]. Рис. 4.
Течение в ступени осевой турбины, смоделированное с помощью метода преобразования Фурье: одной из моделей нестационарного взаимодействия «ротор-статор"Особенно следует отметить применение численного моделирования в биомедицинских приложениях. Та как от точности и надежности расчетов зависит здоровье, и даже жизнь пациентов, то требования к параметрам моделирования очень высоки. Унифицированный, гибкий, интуитивно понятный интерфейс ANSYS CFX позволяет медицинским работникам, даже не имеющим широкого опыта в численном моделировании, сформулировать необходимую задачу. Программа позволяет визуализировать полученные результаты расчётов различными способами (графики, таблицы, рисунки). Таким образом, вычислительная гидродинамика дополняет, а в некоторых случаях и заменяет трудоемкую экспериментальную медицину, позволяя получить медикам информацию, которую сложно получить с помощью традиционных методов диагностики (рис. 5).При проектировании высотных зданий, сооружений и мостов от инженера требуется анализ как влияния ветра на проектируемый объект, так и влияния объекта на ветровую обстановку в окружающем районе. Такие исследования могут быть проведены с помощью средств параметризации ANSYS Workbench (например, изучение влияния направления и скорости ветра на различные объекты).Моделирование ветровой нагрузки на здания и сооружения позволяет уменьшить проблемы при проектировании и сократить стоимость разработки проекта, особенно в случае нестандартных проектных решений.Рис. 5.
Визуализация кровотока в верхней полой вене по результатам CFD-моделированияFluidFlow (FLUENT)Программный модуль, который входит в пакет ANSYS FLUENT имеет широкий спектр возможностей моделирования течений жидкостей и газов для решения промышленных и научных задач с учетом турбулентности, теплообмена и химических реакций. К примерам применения FLUENT можно отнести задачи обтекания крыла, горение в печах, течение в кровеносной системе, конвективное охлаждение полупроводниковой сборки, потоков воздуха в помещениях, моделирование промышленных стоков. Модели горения, аэроакустики, вращающихся или неподвижных расчетных областей, многофазных течений расширяют области применения исходного программного продукта [4]. На рис. 6.
Приведен результат расчета зависимости средней кинетической энергии, затрачиваемой на нагрев водыот времени при разной мощности.Рис. 6. График зависимости средней кинетической энергии от времени при разной мощности нагрева для воды (FLUENT)ANSYS FLUENT — это удобный, надежныйпрограммный продукт, позволяющий достигать высокой производительности труда. Интеграция модуля ANSYS FLUENT в рабочую среду ANSYS Workbench, а также возможность использования модуля ANSYS CFD-Post для дальнейшей обработки результатов расчетов дает возможность выполнения инженерного анализа в области моделирования сложных течений жидкостей и газов. Технология ANSYS FLUENT в настоящий момент содержит наибольшее по сравнению с аналогичными программами количество сложных физических моделей, предлагаемых для расчетов на неструктурированных сетках. Могут быть примененысочетания элементов различных форм: четырехугольники и треугольники для двумерных расчетов, гексаэдры, тетраэдры, полиэдры, призмы, пирамиды для объемныхвариантов расчетов. Сетки можно строить при помощи программных модулей компании ANSYS или при помощи инструментов сторонних производителей. FluidFlow (FLUENT) включает в себя сложные численные надежные решатели, в том числе сопряженный решатель с алгоритмом на основе давления, расщепленный решатель с алгоритмом на основе давления и два решателя с алгоритмами на основе плотности, что позволяет получать точные результаты практически для любого вида течения.
Заключение
ANSYSWorkbenchявляется универсальной средой конечно-элементного (КЭ) анализаи на протяжении последних более чем 30 лет входит в мировые лидеры в области компьютерного инжиниринга (CAE, Computer-AidedEngineering) [6]. На платформе ANSYSWorkbench возможны решения линейных и нелинейных, стационарных и динамических плоских и пространственных задач механики деформируемого твердого тела и механики конструкций (включая нестационарные геометрически и физически нелинейные задачи контактного взаимодействия элементов конструкций), а также задач механики жидкости и газа, теплопередачи и теплообмена, электродинамики, акустики, механики связанных полей.
Литература
.
http://cae-expert.ru/-Единый центр поддержки продуктов ANSYS в России и странах СНГ.Басов.
К. А. ANSYS и LMS V irtual Lab. Геометрическое моделирование. —.
М.: ДМК Пресс, 2006. — С. 240.
— ISBN 5−94 074−301−3.Басов К. А. ANSYS для конструкторов. — М.: ДМК Пресс, 2009.
— С. 248. — ISBN 978−5-94 074−462−7.Шалумов.
А.С., Ваченко.
А.С., Фадеев О. А., Багаев.
Д.В.
Введение
в ANSYS: прочностной и тепловой анализ: Учебное пособие. — Ковров: КГТА, 2002. — 52 сБруяка В.А. В. Г. Фокин, Е. А. Солдусова, Н. А. Глазунова, И. Е. Адеянов. Инженерный анализ в AnsysWorkbench.— Учебное пособие. — Самара: Самар. гос. техн.
ун-т, 2010. — 271 с. Чигарев А. В., Кравчук А. С., Смалюк А. Ф. ANSYS для инженеров: Справ.
пособие. — М.: Машиностроение-1, 2004. — 512с.
