风叶流体结构分析解决方案

风叶流体到结构分析 1 首先对于扇叶的流体分析，我们要定义一个内流分析，内流分析我们则需要定义一个流体区域，在Solidworks 中我们可以建立一个拉伸壳体，厚度为10mmy在后面的设定中我们要设定壳体内面作为流体流动的边界条件，如图1所示 2 风扇是最普遍的旋转流体分析，对于旋转的流体分析，在COSMOSFloworks中需要定义一个旋转的区域，用SW建立一个实体或者特征作为旋转域，原则是完全包括扇叶，最好大于扇叶。如图2所示 3 开启一个算例 4 输入算例名称 5选择计算单位（选择系统默认） 6定义分析类型 分析类型 内流分析，排除内部封闭的空间作为分析特征 物理特征—旋转分析 7 流体种类选择 Air(空气) 点击Add 8墙壁和粗糙度选择默认，即不考虑热传导和粗糙度对流体的影响， 因为在这个分析中包含叶轮流体流动空间墙壁的粗糙度对气体流动十分小可以忽略 9初始条件设置 初始压强系统默认是标准大气压，温度为室温，初始速度我们可以在后面的边界条件中添加，在这里就不设置了，应用默认选项。 10解算精度，我们选择默认选项。 解算精度根网格划分有直接关系，在这里风扇分析的网格我们在后面的Initial mesh 设定，因为分析中没有薄壁和小的缝隙，所以不用特别定义，这里使用默认选项。 11 建立新算例后要设定第二步定义的旋转区域，将该特征或者实体Disable掉 方法是右键input data 选择component control选中 旋转区域的特征或实体，点击Disable如下图所示 12 定义旋转域，及转速 右键Rotation region — insert Rotating region 选择上一步Disable掉的旋转域，转速为风扇的转速，注意单位和方向，方向在模型中会有箭头显示。 13 定义边界条件，边界条件我们假设风扇在一个空间内，空间的压力为标准大气压，所以我们选择第一步定义的流体区域的内表面压力为标准大气压，操作方法：右键Boundary Condition—insert boundary condition 选择第一部建立的流体区域薄壁特征所有和流体接触的三个内表面 定义为环境大气压.如下图所示 14 右键选定叶面作为表面压力分析的特征，Goals —insert surface goals 选择叶片的面，定义static pressure AV 15 细分风扇的实体网格，因为我们设定的系统默认精度为第二等级网格比较大，因此我们需要插入初始网格控制局部定义风扇的实体网格的大小，右键Initial mesh- intert initial mesh 在Region 中选择 旋转区域的特征或零件，因为他包含了我们想要细分的区域，在solidd/fluid interface 选项下，将实体特征优化网格参数设置到5或者6级别下，其他的参数可以使用默认选项。由于没有缝隙所以Narrow channels 使用默认选项。 16完成以上设置后点击运行 Run the floworks project 17 完成运行后 右键Surface Plot— insert 选择叶片的表面，在View setting 中选择 Pressure 18 的到扇叶表面压力分析结果后,我们将压力结果输入到cosmosworks 中 为静态分析做准备 选择工具栏的cosmosfloworks—tools—export result to cosmsoworks 19 打开扇叶零件建立一个COSMOSWorks 静态算例 点击属性，在流动/热力效应中，液压选项钩选包括COSMOSFloworks中的液压效应。选择流体计算结果的*.fld文件. 将流体计算的压力作为静态算例的边界条件, 在静态算例中输入材料属性,添加约束,和添加离心力后就可以计算风叶在旋转过程中的最大应力最大位移是多少,以及安全系数分布. 注意: 在静态算例中,要对风扇的网格使用局部控制,细分网格否则网格很难画出, 因此这个静态算例的计算量会很大. 在模型中添加离心力 添加材料 计算完成后观察应力结果,最大应力的地方就是最容易破坏的地方 安全系数检查可以判断叶片的安全系数,和断裂倾向.