CAE技术在工程中的应用报告册

《CAE技术在工程中的应用》

实验报告册

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一、流体仿真案例

1.1 弯管内流动与传热

（一）学习技能

1.启动ANSYS Workbench；

2.在Workbench 中创建Fluent 流体仿真系统；

3.使用DesignModeler 创建弯管几何体；

4.使用Meshing 创建计算网格；

5.在Fluent 里设置CFD 模拟：

5.1设置湍流强迫对流问题的材料属性、边界条件；

5.2设置表面监视，使用表面监视作为收敛标准；

5.3使用基于压力求解器；

6 在Fluent 里查看流场和温度场；

(二)问题描述

20 度(293.15 )冷水由左进入大管口，自左向右流动，与由下进入小管口，自底向上流动的40 度(313.15 )热水混合后通过壁面绝热弯管流动，请问弯管内的流体速度、压力、温度分布如何？

1.2圆柱绕流与传热

(一) 学习技能

1.单独启动Fluent；

2.导入网格文件.msh 到Fluent；

3.在Fluent 里设置CFD 模拟；

3.1创建周期性区域；

3.2设置周期性流量；

3.3设置温度边界条件；

3.4使用耦合求解器；

3.5使用Pseudo Transient；

4.在Fluent 里查看流场和温度场；

(二) 问题描述

有管束的二维剖面，管剖面呈圆形，左右方向具有周期性；上下方向在局部具有对称性，冷水水自左向右绕热管外流动，温度、流速、几何、物性参数见下图中，请问管外的流体速度、压力、温度分布如何？

1.3 旋风筒内气体流动

(一)学习技能

1.单独启动Fluent；

2.导入网格文件.msh 到Fluent；

3.在Fluent 里设置CFD 模拟；

3.1设置Realizable k-e 湍流模型；

3.2设置outflow 边界条件；

3.3定制残差收敛条件；

4.在Fluent 里查看流场；

(二) 问题描述

有一如下图所示尺寸的旋风筒，进口流速为20m/s,假设气体均从上端口出，下端口无气体流出。请问旋风筒的流场如何？

二、粉体仿真案例

1.1 粉体螺杆输送

(一)学习技能

1.启动EDEM

2.6；

2.在EDEM 中创建模型；

2.1设置颗粒模型；

2.2导入设备几何体，并设置旋转运动；

2.3设置颗粒产生工厂；

3.在EDEM 中仿真设置；

3.1设置时间长；

3.2设置并行计算；

4.在EDEM 中数据处理；

4.1提取颗粒位置和速度数据；

4.2生成视频；

(二)问题描述

粉体颗粒以1000 个/s 流量从方形口进入到螺杆输送机的入口，螺杆以100rpm 转速旋转，请问颗粒在螺杆输送机内的位置和速度随时间如何变化？

1.2 粉体皮带输送

(一)学习技能

1.启动EDEM

2.6；

2.在EDEM 中创建模型；

2.1设置输送带模型；

2.2由模板创建颗粒几何体；

2.3导入设备几何体；

2.4自定义颗粒尺寸分布；

3.在EDEM 中仿真设置；

3.1设置时间长；

3.2设置并行计算；

4.在EDEM 中数据处理；

4.1提取颗粒位置和速度数据；

4.2在制定区域创建格子分析范围；

(二)问题描述

粉体颗粒以50kg/s 流量从漏斗方形口进入到皮带左端的入口，皮带以2m/s 速度输送，请问颗粒在输送过程中的位置和速度随时间如何变化？

1.3 球磨机内粉体运动(一)学习技能

1.启动EDEM

2.6；

2.在EDEM 中创建模型；

2.1创建颗粒几何体；

2.2导入设备几何体，设置旋转运动；

2.3自定义颗粒尺寸分布；

3.在EDEM 中仿真设置；

3.1设置时间长；

3.2选择性保存数据；

3.3设置并行计算；

4.在EDEM 中数据处理；

4.1通过导入几何定义选择区域；

4.2创建方条图分析颗粒碰撞次数；

4.3查看设备磨损情况；

(二)问题描述

球磨机以1.3rad/s 速度旋转，请问颗粒在球磨机内的位置和速度随时间如何变化？