ANSYS三維渦流場模擬注意事項&常見問題

依然是正文前的嘮叨：

現在ANSYS公司收購了Ansoft，並且大力發展Workbench，現在的模擬軟體越來越多的傾向於視覺化簡易操作，許多設定都封裝在了前臺的一些傻瓜式操作中。傳統中，那些生澀難懂的，偏離物理認知的一些設定和操作離CAEer們越來越遠，而模擬也越來越容易操作。

但是，我是從最傳統的APDL一步步走過來的，對於那黑乎乎的視窗和跳動的程式碼總是有著一種模糊的情懷，提醒著自己當年灑下的汗水，付出的青春。

所以決定忙碌之餘總結一些自己的心得經驗，寫一些東西進行分享。希望能讓那些依然還在用這個模組的朋友們少走彎路。

嘮叨結束，下面是正文。

Q1：三維渦流場模擬應該用哪個單元型別？有哪些注意事項？

A：單元型別可以選擇的有：solid236（20節點帶

中間節點

）和SOLID237（10節點不帶中間節點）。舊單元編號是SOLID117。新的單元功能有些擴充套件同時使用也更簡便。三維渦流場計算其實在分析型別上屬於

三維諧波

計算，是基於稜邊單元法的。（磁場計算三種方法：標量磁位、向量磁位和稜邊單元法，三種方式各有優缺，感興趣的可以去翻書查公式。）

單元型別一定要開啟

渦流效應

，開啟的方式就是設定渦流區單元型別的keyoption（1）=1， 此時自由度為AZ， VOLT。沒有渦流僅有磁場的部位自由度就只有AZ。雖然是計算的第一步，但是很多人都會忘記或者忽視。

Q2：模型太複雜怎麼處理？

A：這個方法不僅僅適用於三維渦流場計算，同時也適用於所有的磁場計算。首先搞懂你的模型中的物理過程，這是模擬的前提，會讓你事半功倍。然後把你的模型區分出來幾個區域：渦流區、線圈區、鐵磁區、其他。所有的非金屬部件、不考慮渦流不含鐵的金屬部件還有空氣，這些統統都在其他類別中，都按照空氣對待就可以了。這樣可以避免

模型元件

過多浪費時間。同時，對於磁場不集中的區域，可以適當的填補、簡化成較為規則的形狀，不必要的圓倒角可以作為直角或尖角處理，這個對於結果精度影響很小，完全可以忽略。

Q3；

網格劃分

怎麼安排？應該用大網格還是小網格？

A：任何不關注電腦配置的網格都是耍流氓。用的是伺服器，模型又簡單，那你完全可以用很小的網格。但是想獲得足夠的精度又配置不給力，就需要足夠的技巧了。這裡給出幾點骨灰級經驗：

1 網格劃分按照先密後疏，由內而外的順序進行。先劃分結構最複雜網格最密集的部位，然後劃分較為規則部位，可以使用密集部位1。5-3倍的網格，最後劃分空氣，網格可為最裡層3-20倍大小。

2 渦流區一定畫

六面體

，六面體，六面體！！！並且網格在渦流的厚度方向（或者產生

感應渦流

的磁場方向）必須是分層的，厚度小於透入深度d（原則上應該小於1/2d，有硬體條件的一定要嚴謹）。有人問：我哪裡知道渦流的厚度方向？那你可以關掉手機去翻

工程電磁場

課本了，這個理論程度連晴兒都解救不了你了。有人問：我的模型厚度小於透入深度啊，我要分幾層？那你也去翻課本，模型厚度小於透入深度，還算啥子渦流。這麼薄渦流會很小。電機的

定子轉子

和變壓器的鐵芯用矽鋼片疊起來就是這個原理，抑制渦流。（一不小心就跑偏）

3 如果模型過於複雜，空氣可以分塊分層。也就是說你的裝置主體結構不規則，導致你網格尺寸都很小，這樣你空氣網格畫起來會非常非常卡（晴兒經歷過無數次）。這樣可以根據模型負責程度把空氣域分成幾塊，包圍模型，但是空氣域稍微小點，然後建一個大塊包圍小空氣塊。這樣在小塊用小尺寸，大塊就可以毫無顧忌的用大尺寸啦。這招這麼多年屢試不爽。一個不會做

分塊網格

的CAEer不是一個合格的吃貨！

Q4：三維渦流場有哪些特殊的邊界條件設定？

A：三維渦流場中的邊界條件與其他分析型別相比大致都是一樣的。但是在載入電流激勵的時候有個特殊的地方。

諧波分析

中如果存在不止一個激勵源，這些激勵源之間可能是存在

相位差

的（比如變壓器各相線圈）