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两机仿真丨数值仿真加速航空发动机研制,这个CFD软件你必须要掌握

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FLUENT作为计算流体力学模拟的通用软件,能模拟从不可压缩到可压缩、层流与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流与颗粒流、旋转机械、动网格、气动噪声、材料加工、燃料电池等众多领域的物理化学过程,已在能源、资源、航空、航天、化工、环保、水利、汽车、机械、电子、船舶、冶金、建筑、材料及生物等领域广泛应用。目前计算流体力学(CFD)技术在各个行业中的应用日趋广泛。许多工程问题将越来越多地借助计算机进行模拟、计算及预测。ANSYS FLUENT是目前全球领先的商用CFD 软件,市场占有率达80%左右,是工程师和研究者不可多得的有力工具。然而,为了能够熟练使用该工具,往往需要经过大量系统的学习,掌握从建模、网格划分,到求解器数值模型设定等一系列知识,入门过程比较漫长。本研修班将通过数天的学习,由浅入深,一步一步讲解,尤其通过多个典型实际工程案例的手把手上机指导,大大缩短Fluent软件的学习周期,使学员经过培训后能够迅速入门,并将其作为熟悉的工具进行使用。我们特举办“ANSYS FLUENT通用流体仿真核心技术应用与工程实例”培训班,采用最新ANSYS Fluent版本授课,对前沿得Fluent方法及应用进行全面的讲解,同时进行深入的实战案例,帮助参加学员掌握ICEM CFD、Fluent Meshing网格应用、利用Fluent软件进行具体的项目和科研工作的开展。具体事宜如下: 

主办单位:中国智慧工程研究会职业发展规划工作委员会

承办单位:中科软研(北京)科学技术有限公司、北京富卓佰扬科技有限公司    
  


课程大纲            

一、ICEM CFD网格生成              

(求解前处理)              

(1)ICEM CFD网格生成功能介绍            

(2)ICEM CFD几何模型识别及修补            

(3)2D壳/面网格生成及处理            

(4)非结构四面体网格自动划分方法及案例            

(5)网格编辑方法            

(6)结构化六面体网格划分方法(块生成(逻辑域生成)、切分快、O剖分、Y剖分、关联)及案例            

(7)提高网格划分质量的技巧及案例练习            

(8)网格文件导出            

(9)网格无关性检查与网格自适应加密操作与案例            

二、Fluent Meshing非结构网格划分              

(1)几何导入、面网格优化与修复,多面体网格生成(实例)            

(2)脏模型wrapping网格生成流程及方法(实例)            

(3)Watertight Geometry网格快速生流程(实例)            

三、FLUENT操作通用流程及高级子模型添加              

(1)CFD数值求解方法原理及FLUENT功能描述及求解流程            

(2)网格导入及计算域检查            

(3)设置湍流模型原理、分类与应用领域、设置方法            

(4)设置其他高级子模型            

(5)设置边界条件            

(6)设置求解参数            

(7)常用求解器设置、亚松弛因子设置与监视求解过程            

(8)迭代求解、常用收敛的判断依据            

(9)求解算法讲解、提高收敛性及提高求解精度            

(10)结果后处理及报告生成(显示等值线图、云图、速度矢量图、迹线图、XY数据点图、校核守恒量、模拟结果动画视频制作、模拟结果报告)            

(11)FLUENT求解全流程案例详细演示            

四、FLUENT传热模拟              

(1)导热及对流换热模拟            

(2)辐射模型及辐射换热模拟            

(3)自然对流模拟                  

(4)传热模拟的UDF            

(5)对流换热、辐射换热、自然对流模拟要点总结及案例演示            

五、FLUENT流固耦合              

(1)流体及固体计算域(单向、双向)            

(2)多计算域网格生成            

(3)单双向流固耦合计算域数据交换            

(4)单双向流固耦合模拟求解            

(5)单双向流固耦合模拟要点总结及案例演示            

六、FLUENT多相流              

(1)多相流流体力学知识            

(2)VOF模型及应用            

(3)欧拉多相流模型(蒸发与冷凝、融化模型)            

(4)混合多相流模型(包含空化模拟)            

(5)多相流模型应用案例(气液两相流、液固两相流、气泡流动、搅拌混合器多相流、流化床模拟、空化模型案例等            

七、DPM颗粒离散相模拟              

(1)颗粒流DPM模型简介            

(2)粒子特征及粒子轨迹计算方法            

(3)DPM边界条件                  

(4)DPM模拟及与流体耦合            

(5)Fluent和edem藕合讲解            

(6)案例演示:雾化、液滴 煤粉及粉尘颗粒的DPM模拟案例            

、FLUENT化学反应与燃烧              

(1)FLUENT化学反应模拟简介            

(2)FLUENT化学反应模型之涡耗散模型与非预混模型            

(3)FLUENT化学反应模型之层流火焰面模型、预混燃烧模型、及部分预混燃烧模型            

(4)FLUENT详细化学反应模型、EDC及组分输运PDF模型            

(5)表面反应模拟及多孔介质反应模拟            

(6)FLUENT离散相DPM反应和喷雾模型            

(7)FLUENT污染物模型,NOx、SOx、soot及SNCR与SCR            

(8)FLUENT燃烧模拟技巧            

(9)FLUENT燃烧模拟案例(气体燃烧、液滴燃烧、固体燃料燃烧、化工催化燃烧、污染物生成、化学反应机理分析、各类燃烧器与反应器等)            

、动网格及旋转网格              

(1)动网格、重叠网格理论基础            

(2)FLUENT动态网格模型算法            

(3)铺层(动网格应用领域网格类型讲解)            

(4)弹性光顺            

(5)局部重构法              

(6)Fluent嵌套网格应用            

(7)旋转网格模拟及应用实例案例演示            

十、FLUENT UDF/UDS、表达式              

(1)FLUENT用户定义函数UDF介绍            

(2)表达式应用            

(3)编辑UDF程序              

(4)UDF宏及其使用            

(5)UDF应用实例               

(6)用户定义标量UDS及其输运方程              

十一、FLUENT各领域案例总结              

(1)FLUENT流固耦合模拟算例            

(2)气体、液体及煤粉燃烧模拟算例(包含SCR、SNCR,脱硫等环保案例讲解)            

(3)动网格、旋转网格模型、嵌套网格算例            

(4)UDF/UDS算例            

(5)颗粒离散相DPM模拟算例            

(6)多相流各类模型算例            

(7)多孔介质流动及化学反应模拟算例(如SCR)            

(8)生物医学血管主动脉模拟算例            

(9)燃烧炉及燃气轮机燃烧室模拟算例            

(10)建筑暖通气流组织、给排水多相流CFD模拟算例            

(11)旋转搅拌器多相流模拟算例            

(12)化工催化反应器模拟算例            

(13)大坝泄洪过程水波模拟算例            

(14)Fluent英文原版帮助文件及算例集            

(15)workbench参数优化案例            

十二、CFD-POST后处理与数据输入分析              

(1)网格自适应、Patch、Journal文件等技巧应用相关            

(2)在Fluent求解器中进行定性后处理,云图、矢量图和流线处理方法            

(3)专业后处理CFD-POST与动画生成(云图、流线图、矢量图、立体云图、等值面、曲线图、自定义变量、多CAS比较等)(CDF-POST及Tecplot等)            

(4)CFD-POST进行切面、绘制流线、颗粒轨迹、动画录制等操作,CFD-POST中进行后处理实战,获得漂亮的图片和视频。

十三、答疑与学习平台              

(1)如何改善计算过程中的收敛性

(2)技巧:如何减少网格数量/如何提高网格质量            

(3)后处理技巧:如何将计算结果漂亮地展示出来,动画制作及空间渲染

(4)Fluent中常见错误及处理方法

(5)针对学员面对的实践问题展开讨论、方案建议。

(6)建立学员微 信群

(7)配备电子讲义和模型,便于课后逐步提高能力。

(8)欢迎大家带着问题前来,我将全力帮助大家解决实际问题



培训专家


中国科学院、清华大学、北京科技大学等科研机构的高级专家。16年以上相关科研及项目经历,长期从事 Ansys Fluent相关的工作,培训授课经验11年,精通ICEM,Gambit,CFD-Fluent各系列版本的应用,精通Solidworks等3D作图软件(复杂几何体导入及导出建模及网格软件如fluent),并精通网格划分、流固耦合流动及传热、辐射、燃烧、组分传输及反应、离散相的计算、多相流模型、旋转机械、动网格 模型;精通UDF编程、后处理及数据处理。熟悉CFD-POST、Tecplot、Paraview等后处理软件。主持多项国家级科研项目和企业合作研发工程项目,拥有丰富的科研及工程技术经验、资深的技术底蕴和专业背景。



来源:两机动力先行
MeshingICEM CFDFluent MeshingACPAutodyn振动显式动力学疲劳复合材料碰撞非线性燃料电池二次开发通用航空航天船舶冶金参数优化理论
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首次发布时间:2024-09-25
最近编辑:2天前
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整机丨608所:领证了!一文告诉你我国自研的1000kW级涡轴航空发动机如何国际先进

重磅!我国自主研制的1000千瓦级民用涡轴发动机AES100在北京获颁中国民用航空局(CAAC)型号合格证,这标志着我国已经具备了按照国际通行适航标准自主研制先进民用涡轴发动机的能力。 涡轴发动机是直升机的“心脏”,也是直升机的动力之源。型号合格证是适航取证三证之一,是指民用航空适航当局对民用航空器、航空器发动机设计批准的合格凭证。此次获颁型号合格证的AES100发动机是我国第一型严格按照国际通行适航标准自主研制、具有完全自主知识产权的先进民用涡轴发动机。 该型发动机设计功率1100千瓦,耗油率0.276kg/(kW•h)、首翻期3000小时,采用先进材料和功能部件,具有高效率、低油耗、长寿命、高安全性等优势,可满足双发5~6吨级直升机和单发3~4吨级直升机动力需求,综合性能达到当代国际先进水平。 中国航发1000kW级先进民用涡轴发动机(AES100)于2016年7月立项,严格按照适航规章CCAR-33部要求研制,采用了中等热力参数、高部件效率及低成本、长寿命、高可靠性技术路线。在型号研制过程中,中国航发充分利用新型举国 体制优势,构建“小核心、大协作,专业化、开放型”科研体系,集 合全国27个省市800余家单位研制力量,突破高效率压气机、低油耗长寿命结构布局、全权限数字控制系统等数十项关键核心技术。关注公众 号: 两机动力先行,免费获取海量两机资料,聚焦两机知识和关键技术! AES100具备了当代先进涡轴发动机气动和结构布局特征,由“轴流+离心”组合压气机、环形回流燃烧室、双级燃气涡轮、双级动力涡轮、附件传动等部件以及全权限数字式电子控制(FADEC)系统和健康管理系统组成。发动机寿命、耗油率等技术指标达到当代国际同类涡轴发动机先进技术水平;发动机配有独立的健康管理系统,目标价格与国际同功率级发动机相当,运营维护成本低,全生命周期经济性好,适航取证后可在我国广阔领域安全可靠使用。 寿命和可靠性压气机采用整体叶片盘,应力低、可靠性高;采用了双级燃气涡轮结构,既保证了涡轮高气动效率,又大幅降低了涡轮叶片和轮盘负荷,提高了燃气涡轮蠕变寿命和低周疲劳寿命;新颖的轴承共腔结构,缩短了发动机轴向长度,简化了发动机构型;轴承环下供油技术改善了轴承润滑冷却效果,提高了轴承寿命;部分零部件采用了整环结构,无余量整体精密铸造成形,大幅减少零件数量;附件传动机匣采用了管路内置和成附件集成化方案,使外部管路减少了50%以上,提高了可靠性。安全性 发动机动力涡轮通过叶片脱落包容性设计,避免因负载丢失导致涡轮破裂击穿机匣,提高了发动机安全裕度;采用双通道全权限数字式控制系统和多余度设计理念,具有燃气涡轮转速和动力涡轮转速双重超转保护功能,提升了系统的安全性;燃油系统、滑油系统以及成附件均采用了防火设计,确保发动机在意外失火危险状态下的安全。创新研发了健康管理系统,拥有机载发动机监控装置(EMU)和地面分析系统两个部分,具有性能预测,寿命管理,振动诊断,润滑系统磨屑检测等功能,可有效地提高使用安全性和维修性。 整机适航试验 AES100整机吞水试验 AES100整机喘振试验 AES100整机结冰试验 经过全方面的验证,AES100发动机在结冰、暴雨、强电磁环境等复杂条件下都可安全稳定工作,配装的直升机可在6000米高空以下执行巡逻、救援、观光、公务飞行等多种任务,有力促进低空经济发展。AES100发动机后续改进改型,还可衍生发展出多种能力的发动机和轻型燃机等产品(发展900千瓦级涡桨发动机、1000公斤级推力涡扇发动机和1000千瓦级地面轻型燃机),能够用于中小型涡桨飞机、喷气公务机和地面移动电站,用途广泛。 整机结冰适航试验 整机结冰试验是利用特种设备模拟恶劣的结冰天气条件,验证发动机在这种环境下工作时的安全性和可靠性。关注公众 号: 两机动力先行,免费获取海量两机资料,聚焦两机知识和关键技术!试验时,科研人员利用设备向发动机进口气流喷射水雾,模拟发动机空中飞行可能遇到的大气云雾结冰环境,来考验发动机在结冰形成和脱落过程中的稳定工作能力。在通过结冰包线等数十个试验项目后,科研人员判定,AES100发动机达到设计目标和适航要求。 中国工程院院士尹泽勇表示,航空发动机的防结冰设计和试验能力,既是发动机研制的核心技术,也是发动机通过适航取证必须攻克和掌握的技术。我国首次完成整机结冰适航试验,对于加快航空发动机自主研制具有重要意义。预计未来二十年,中小型航空发动机总需求量会达到近1.3万台,总价值超过1300亿元,加快打造更加强劲的“中国心”是发展低空经济重要的支撑。声明: 本文来源于网络仅供交流分享 来源:两机动力先行

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