בתחום של הנדסה אווירוקל, בדיקות מנהרה מדויקות וסימולציות אווירודינמיות חיוניות לתכנון מטוסים יעילים, כלי רכב ומערכות אנרגיה.סינס NXTM, פלטפורמת ניהול מחזור חיים של מוצרי הדגל (PLM) מספקת סביבה מקיפה ומשולבתתפת לביצוע הסימולציות האלה כמעט.על ידי החלפת אבטיפוס פיזי יקר עם תאומים דיגיטליים, מהנדסים יכול להאיץ, לחקור שינויים עיצוביים יותר, להשיג ביצועים גבוהים יותר עם עלויות התפתחות מתקדמות יותר, ומודל מתקדם של אנרגיה, אשר מסייעות מתקדמות יותר, כדי לפתח מודלים מתקדמים יותר, ולפתח את זה, לאחר ניתוחי תיבות של התפתחות מודרנית של תכונות מתקדמות יותר, ומודל מודרני של אנרגיה, ומודל מתקדם של אנרגיה, ולפתח, ומודל מתקדם של אנרגיה, אשר מסייעות מתקדמות יותר, כדי לפתח מודלים מתקדמים יותר, אשר מסייעות מתקדמות של אנרגיה, ומודל מתקדם של אנרגיה, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר ניתוחי תיבות של תכונות מתקדמות של פיתוח דינמיות דינמיות מתקדמות של אנרגיה, ומודל מתקדם של פיתוח דינמיות דינמיות מתקדמות של תכונות מתקדמות של פיתוח דינמיות מתקדמות יותר, אשר מסייעות מתקדמות יותר, כדי לפתח.

NX עבור Aerodynamics

NX הוא יותר כלי CAD; זוהי סביבה מאוחדת עבור סימולציה הנדסית. בתוך תיק הסינס Xcelerator, NX משלבת בצורה חלקה עם תוכנת SimcenterTM, כולל את הסימול המרכזי של Simcenter FLOEFDTM - כלי ה-FLOEFD המשווע ב-CAD, המאפשר למעצבים ומומחים להפעלה של ניתוחים אירוביים ללא להשאיר את הממשק.

עבור סימולציה אווירית, מהנדסים יכולים למנף את המודל המוצק של NX, משטח meshing, ויכולות פתור מתקדמות לחזות במדויק את דפוסי זרימת האוויר, התפלגות הלחץ, מתחים, ושדות טמפרטורה. בין אם המטרה היא להפחית על מכונית נוסעים, לייעל את יחס המעלית-ל-דזה של כנף מטוסים, או להעריך עומסי רוח על מערך סולארי, NX מספק את הכלים הדרושים כדי לקבל החלטות מוקדמות של מחזור נתונים.

קביעת מנהרת רוח סימולציה ב NX

סימולציה רגילה של מנהרת רוח ב NX עוקב אחר זרימת עבודה מובנת המשקפת את תהליך הבדיקה הפיזי.הצעדים המרכזיים כרוכים בהכנת הגיאומטריה, הגדרת התחום חישובי, יצירת מרש איכותי, הקצאת תנאי גבול ומודלים לפיזיקה, פתרון משוואות זרימה, וניתוח התוצאות.כל שלב דורש תשומת לב זהירה לפרטים כדי להבטיח תוצאות אמינות ומדויקות.

המונחים: gometry

לפני כל סימולציה, המודל ה-CAD חייב להיות מתאים לטכנולוגיה הסינכרון של CFD NX וכלים המפלים מאפשרים למהנדסים להסיר פרטים מיותרים - מילויים קטנים, חורים, חוטים, או תכונות דקורטיביות שאינן משפיעות על ההתנהגות האירודינמית, אך ידרוש ספירת מרש גבוה.ההמטרה היא ליצור מטריה מלוטשת מים, "מגברה" שעדיין שומרת על כל צורות חיוניות של חומר נפץ חיצוני, כלומר, כדי ליצור מטריה וירטואלית, או מטריה וירטואלית, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, באופן אוטומטי, או מינרלים, או אטומים, כלומר, באופן אוטומטי, כלומר, כדי ליצור אטומים, כדי ליצור אטומים, כדי ליצור אטומים, כדי ליצור אטומים, כדי ליצור אטומית, או אטומים, או אטומים, באופן ידני, כדי ליצור אטומים, כלומר, כדי ליצור אטומים, באופן אוטומטי, באופן אוטומטי, כדי ליצור אטומים, כדי ליצור מטריה וירטואלית, כדי ליצור אטומים, כדי ליצור אטומים, כדי ליצור אטומים, כלומר, כלומר, כלומר, כדי ליצור מטריה וירטואלית, כדי ליצור מטריה וירטואלית, כדי ליצור מחסנים, כלומר, כדי

אסטרטגיות

דור Mesh הוא ככל הנראה הצעד הקריטי ביותר בהשגת תוצאות CFD מדויקות. NX מציעה כמה גישות מישיעות: tetrahedral (tet), hexahedral (hex), polyhedral, ו- קיצוץ תאים קרטסיאן meshes. עבור יישומים אווירודינמיים מעורבים ריפוי מורכב ושכבות גבול, גישה היברידית היא נפוצה: תאים רתניים, תוך כדי לזהות את הקצוות של הגוף הקדמיים באופן אוטומטי, ומאפשרים הקדמיים הקדמיים הקדמיים הקדמיים הקדמיים הקדמיים.

אחד המדדים החיוניים לזרימת קיר-השטח הוא המרחק הממד ללא גבולות, (FLT:0ycioFLT:1+FLT:203FLT 3: 3 (עבור מודלים של זעזועים נמוכים) (למשל, SST k- ⁇ ), y+ של כ-1 נדרש, הדורש מספר שכבות של תאים קטנים מאוד ליד קיר מספק סימולציה טובה, כלומר, כלומר, כדי לענות על ידי מספר גבוה של צמיחה, כלומר, כלומר, עם מספר גבוה יותר של מספר גבוה יותר של מספר גבוה של סימולציה, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, עם עלייה של מספר גבוה יותר של מספר סימולציה, כלומר, כלומר, כלומר, עם עלייה של מספר סימולציה, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, עם עלייה של מספר סימולציה גבוהה יותר של כ 1 נדרש, עם עלייה של כ 1 נדרש, עם מספר גבוה של מספר סימולציה גבוהה יותר של כ 1 נדרש, עם מספר סימולציה גבוהה של מספר סימולציה, עם מספר גבוה יותר של מספר סימולציה, עם מספר רזולוציה גבוהה יותר של כ 1 נדרש, עם מספר סימולציה, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, עם מספר סימולציה גבוהה של כ 1 נדרש, כלומר, כלומר, כלומר, רזולוציה גבוהה יותר של כ

הגדרות פיזיקליות ו- Solver

ברגע שהאשר מוכן, הפיזיקאי קובע את תנאי זרימת הדם במינימום, זה כרוך בסימון מהירות החדירה אוטומטית (או זרימה המונית), אינטנסיביות סוערת וקנה מידה, לחץ מחוץ לגדר ותנאי גבול הקיר (ללא-Slip, adiabatic או isothermal, גסות) תלוי במהירויות גבוהות (Mach> 0.3), משוואה האנרגיה חייבת להיות מופעלת פתורים יציבים של הרגע (Slastic) ולהפחית את ה-S-RIRST-S) כמו גם ⁇ reative Model-S) ו-RIRST-RORS) ו-RUS) ו-RUSLORS (RORSEROST-RUS) כמו ⁇ -RUS) כמו גם ⁇ -RORS) ו-RUSLUM) ו-RORSEROST-RORSEROST-RORS-RUS) ו-RUS) באופן קבוע (RORSEROST-RORS) , כמו גם ⁇ EROST-R.

צעדים מרכזיים בזרימת העבודה של Aerodynamic Simulation

הרשימה הבאה מסכמת את מהנדסי הצעדים המשתנים בדרך כלל לאחר ביצוע סימולציה אווירודינמית ב NX:

  1. (FLT:0) Import או ליצור את מודל 3D של NX, באמצעות מודל סינכרוני או יבוא ישיר של פורמטים משותפים (STEP, IGES, Parasolid).
  2. (ב) [ה]:0] הגדלה של הגיאומטריה (FLT:1) על ידי דיכוי תכונות שאינן משפיעות על האירודינמיקה - זה מקטין את ספירת האלמנטים ואת זמן הפיתרון.
  3. (FLT:0)Define theנוזל דומייןFLT:1 (מנהרת רוח וירטואלית) עם מישורים מתאימים - בדרך כלל 5-10 מודל אורך במעלה הזרם, 10-15 אורך במורד הזרם, ו 5-7 אורך מאוחר יותר כדי למנוע התערבות בגבולות.
  4. (FLT:0) להעריך את ה- meshph חישובי 1 (ב) עם אזורי הזיכוך. השתמש בשכבות prism על קירות עם מטרה y+ עקבי עם מודל ההפרעות.
  5. (FLT:0) תנאי גבול: מהירות 1 (או קצב זרימה המונית), לחץ על סיפון, סימטריה ותנאי קיר למודל וקירות מנהרה (Slip orless המומלצת למגבלות שדה רחוק).
  6. (FLT:0Select את מודל הזעזוע המתאים של LT:1) מבוסס על מספר ריינולדס, הפרדה צפויה ותקציב חישובי. עבור אווירודינמיקה חיצונית תעשייתית, מודל SST k- ⁇ הוא בחירה חזקה פופולרי.
  7. (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  8. (FLT:0) רוץ הסימולציותFLT:1 באמצעות עיבוד מקביל (multi-core או GPU) אם זמין. Monitor שאריות וערכי כוח במהלך הריצה.
  9. (FLT:0) תוצאות עיבוד: FLT:1 דמיין את לחץ פני השטח coefficient (Cp), קיר לחץ, קווי זרם, פרוסות מהירות, נקודות מבט, ערכים אינטגרליים. השתמש בכלים המשולבים של NX או לייצא ל-STAR-CCM+ לניתוח עמוק יותר.
  10. (FLT:0)Optimize עיצוב FLT:1hil באמצעות יכולות parametric של NX או כלי אופטימיזציה משולבים כמו SimcenterHEDS לשנות את הגיאומטריה ולחזור על הלולאה עד להשגת ביצועי היעד.

אפשרויות מתקדמות של NX עבור Aerodynamics

מעבר לזרימת העבודה הסטנדרטית של CFD, NX מציעה מספר תכונות מתקדמות המרחיבות את טווח הניתוחים האירודינמיים:

  • (FLT:0)Parametric עיצוב ומורפינג:FreaLT:1 NX כלי אופטימיזציה הנדסיים מאפשרים פרמטרים גיאומטריה (למשל, סומבר, גורף, עובי) להיות מגוון באופן אוטומטי עם CFD, זה מאפשר עיצוב אוטומטי של ניסויים (DOE) ואופטימיזציה רב תחומית.
  • (FLT:0) אינטראקציה מבנית (FSI): סימולציות חד-פעמיות בין סי-דיפאד של NX לבין המפת המבנית שלה (NX Nastran) מדמות השפעות אוויריות – כגון ככנפיים מתחת לעומס אווירודינמיקה - מתן ייצוג מציאותי יותר של התנהגות טיסה.
  • (FLT:0) ניתוח אווירואקדיטי: FLT:1 חיזוי דור רעש מזרימה סוערת על פני פני פני השטח (למשל, ציוד נחיתה, מראות צד) באמצעות שיטות אנלוגיות אקוסטיות משולבות לתוך המפת.
  • (FLT:0)העברה חום (CHT): סימולציה 1:1 ⁇ קירור של רכיבים אלקטרוניים או דיסקים בלמים על ידי פתרון זרימת הנוזל והתנהלות חום מוצקה, תוך מינוף אותה הסביבה מרשבת ופתרון.
  • (FLT:0) אוטומציה של מנהרה רוח וירטואלית: FLT:1 NX יכול לרשום את כל ההתקנה ופוסט-מעבד באמצעות ממשק בנוי-in API (Python, VB) זה מאוד חשוב עבור הפעלת עשרות סימולציות על פני מריצה עיצוב עם התערבות מינימלית של משתמשים.

היתרונות של שימוש NX עבור בדיקה אירובית

מעבר לבדיקות מנהרות רוח פיזיות לסימולציות וירטואליות ב NX מניב יתרונות רבים, אשר מודגשים בפירוט רב יותר להלן:

  • (FLT:0) Cost-Effective:FLT:1 שעות מנהרה רוח פיזיקליות יכולות לעלות אלפי דולרים ליום, במיוחד עבור מודלים בקנה מידה גדול. NX מבטלת את הצורך במודלים פיזיים יקרים, מספר רב של רשומות רוח, ומכשירים.העלות של חומרה ותוכנה היא חלק אפילו ממערכה אחת.
  • (FLT:0)Time-Efficient:FLT:1 עיצובים הדורשים שבועות של ייצור מודלים ולוח מנהרה ניתן להשלים בין לילה או בתוך כמה שעות עם NX CFD. מחשוב במקביל על אשכולות ביצועים גבוהים (HPC) עוד מקטין את זמני הסבב, ומאפשר מאות גרסאות להיות מוערכות באותו זמן כמו מבחן פיזי אחד.
  • (FLT:0) גבוה Accuracy:FLT:1 , מודרני CFD פותרים ב NX, כאשר החלים עם מודלים מתאימים של mesh ו- זעזועים, להשיג מתאם מעולה עם נתונים ניסיוניים עבור זרימה מחוברת ונדידת קלה.עם אימות זהיר, הדיוק נופל לעתים קרובות בתוך 5% עבור גרר ו- coefficients - מספיק עבור רוב החלטות העיצוב.
  • (FLT:0) אינטגרציית עבודה:0) , כיוון ש-NX משלבת את ה-CAD, CAE ואופטימיזציה בפלטפורמה אחת, מהנדסים אינם צריכים לייצא / לדיווח נתונים בין כלים שונים.Gמטריה עדכונים מועצמים באופן אוטומטי, ותוצאות סימולציה יכולות להניע באופן ישיר שינויים עיצוב, להפחית את הסיכון של שגיאות ומהירות הלולאה.
  • (FLT:0) גישה לנתונים שדה מלאים: FLT:1 בניגוד לבדיקות פיזיות, אשר מסתמכות על חיישנים דיסקרטיים וזרימת הדמיה, CFD מספק נתונים תלת-ממדיים שלמים: לחץ, מהירות, טמפרטורה, כמויות סוערות בכל מקום בתחום.

יישומים בתעשייה ב Depth

חללי תעופה

בתחום התעופה, אופטימיזציה בצורת אווירידינמית היא קריטית ליעילות דלק וביצועי טיסה.מהנדסים משתמשים NX כדי לדמות את זרימת האוויר על כנפיים, מתפתל, pennage, צינורות מנוע, והילוך נחיתה. לדוגמה, צוות עיצוב כנף מטוס סילון עסקי יכול לשנות באופן חד-משמעי את כנף, עיוות, ספיןל, ובדיקות אווירי, הפעלת CFD אוטומטיים כדי למזער בתנאי שיוט תוך שמירה על יכולות אוויריות מקובלות על פני FSINX.

רכב

יצרני רכב מסתמכים על NX עבור אווירודינמיקה חיצונית כדי להפחית את גרור coefficient (Cd) ולשפר את כלכלת הדלק, כמו גם עבור ניהול תרמי מתחת לגיל תא ותא HVAC. מקרה שימוש נפוץ הוא אופטימיזציה זווית הספוילר האחורי על ריצוף: על ידי הפעלת DOE עם זוויות מקלקלות מ 0 מעלות עד 30 מעלות, המהנדס יכול למצוא את המיקום כי מאזן גבוה ו- גרור גם תומך עבור סימולציה חוצה, לספק סימולציה.

אנרגיה מתחדשת

יצרני להב של Wind טורבינות משתמשים NX כדי להעריך ביצועים אווירודינמיים תחת מהירויות רוח שונות וזווית של yaw.הסימולציה צופה להרים וגרור התפלגות לאורך טווח הלהב, אשר להאכיל חישובים מבניים עבור estimation חיים עייפות.בנוסף, NX יכול מודל ההשפעה של הצטברות קרח על ביצועי להב, עוזר לעצב מערכות נגד השמצה.

הפרקטיקה הטובה ביותר לקביעת סימלציה

כדי להשיג תוצאות אמינות של NX סימולציות אווירודינמיקה, מהנדסים צריכים לאמץ את התרגילים הטובים הבאים:

  • (FLT:0)Geometry ניקוי: FLT:1ir להסיר את כל הפרטים מיותרים כי יהיה צורך מרש דק מאוד ללא השפעה על זרימת.שימוש בכלים התבוסתניים של NX כדי לדכא חורים קטנים, פרופורציות, ובולטים.עם זאת, לשמור תכונות ידועות להשפיע על הפרדה (למשל, קצוות חדים, פערים).
  • <חזק>עצמאות: בצע לפחות שלוש מברשות של הזיכוך הגדל - קולרזה, בינוני, בסדר - ולהשוות כוחות משולבים (lift, גרור) הפתרון צריך להיות אסימפטוטה לערך; המרש הסופי צריך לבחור היכן ההבדל בין בינוני ובסדר הוא רשלני (למשל, 22%).
  • <חזק>Boundary Layer: להבטיח y+ ערכים על הקיר לעמוד בדרישות מודל הזעזועים.עבור מודלים דלת-Re נמוך (k- ⁇ SST, Spalart-Allmaras), היעד y+ < 1. עבור פונקציות קיר גבוה-Re גבוה, y+ צריך להיות בין 30 ל-300. השתמש בשכבות תגמול או meshes מובנה כדי ללכוד את הגבול המדויק.
  • (FLT:0)Validate Against Benchmarks:BuildFLT:1 בכל פעם שניתן, להשוות תוצאות סימולציה עם נתונים ניסיוניים קיימים, כגון מודל המחקר המשותף של נאס"א (CRM) עבור חברות תעופה או מודל DrivAer עבור צורות רכב.זה בונה אמון בהגדרות פתרון ומודלים של אפשרויות.
  • (FLT:0) ממורמרים קונריג'נס: ⁇ 1 לא להסתמך רק על סף חיסוני. Track Force coefficients (Cl, Cd) ובדוק כי הם מייצבים מעל מאה הזיהומים האחרונים.בנוסף, לבחון גם חוסר איזון בזרימה המונית ואנרגיה כדי להבטיח שהפתרון עקבי מבחינה גופנית.
  • (FLT:0)Use Appropriate Turbulence Models:FLT 1 עבור זרימת אווירודינמיקה עם הפרדה מתונה, מודל SST k- ⁇ מציע איזון טוב בין דיוק ועוצמה. עבור זרימה מאוד מופרדת (למשל, בזווית גבוהה של התקפה), לשקול DES או les, אבל להיות מודע עלות חישובית מוגברת.

משאבים חיצוניים וקריאה נוספת

כדי להעמיק את ההבנה שלך באמצעות NX עבור מנהרת רוח וסימולציות אווירודינמיות, להתייעץ עם המקורות הסמכותיים הבאים:

  • (FLT:0)Siemens NX Product PageFirLT:1) - אתר רשמי עם תכונות, מחקרים מקרה ותיעוד טכני.
  • (FLT:0) מרכז FLOEFDFLT:1) - כלי ה-FDCD המשוכלל עם NX עבור סימולציה אווירודינמית מהירה.
  • (FLT:0) NASAA Turbulence Modeling ResourceFIRLT:1) - מקרים סטנדרטיים של אימות ומומלץ מודלים של זעזועים.
  • (FLT:0) קהילת תומכי הקהילה ותמיכה ב-1:1) - דיונים ובסיס ידע עבור בעיות בפתרון ושיטות הטובות ביותר.

מסקנה

NX מספקת פלטפורמה חזקה ומשולבת עבור מנהרה רוח וכלים אירוביים, המגשרים את הפער בין עיצוב וניתוח. על ידי מינוף של ה- CAD החזק שלה, הדור של ה-FD, וכלים אופטימיזציה, מהנדסים יכולים להפחית באופן דרמטי את התלות על נטייה גופנית תוך השגת תובנה עמוקה יותר להתנהגות נוזלית.ממחקרים ראשוניים לאימות סופי, NX מאפשר מחזורי מהירות יותר, עלות, חיסכון ושיפור ביצועים דיגיטליים, והופכים את תפקיד חיוני יותר ויותר פיתוח יעיל של ציוד ייצור כלי רכב, והופכים את הפיתוח היעיל יותר, והופכים את הפיתוח היעיל יותר, תוך כדי שיפור, תוך כדי שיפור יעיל יותר, תוך כדי שיפור יעיל יותר, כך שהופך את האלגוריתמים של ציוד פיתוח יעיל יותר ויותר.