名人堂

2017年最佳展示一等奖: 商业类

SimuLabs

Delphi Automotive Systems

逾半个世纪以来,燃料喷射领域的工程人员一直在寻求相关技术知识,从而优化高压柴油喷射的喷嘴设计。一个关键挑战在于了解初级破碎过程,这个过程涉及复杂的多相、多尺度流体动力学现象。ANSYS CFD仿真显示涡流流型和主喷雾破碎模式之间存在相关性,并成功地预测了创新型喷嘴设计的破碎模式。

HENN GmbH & Co KG

为了给安装在涡轮增压器和汽车管路之间的消声器研发创新的连接技术,工程师积极采用ANSYS Mechanical和ANSYS CFD。Mechanical可用于计算连接机制的结构变形、应力和接触压力,而CFD可用于计算压力损耗。使用ANSYS软件的结果是,该公司在短短几天内(无需数周)就能够自动生成定制消声器设计,满足特殊的传动损耗要求,并且在提高产品质量的同时,降低了生产成本。

SimuLabs

因为之前的船用涡轮机设计处于高转速时会在轮毂区域出现导致性能劣化的空化现象,工程师使用仿真改进了无空化的船用涡轮机空气动力学设计。该公司结合采用了ANSYS SpaceClaim、ANSYS CFD、 ANSYS Simplorer和ANSYS optiSLang软件。工程师通过数值优化方法更新涡轮机螺旋叶片的局部几何结构,彻底消除了空化现象。所有仿真流程的完全自动化避免了操作人员差错,并提高了仿真效率。

 

2017年最佳展示一等奖: 学术类

卡迪夫大学

潮汐流涡轮机能够捕获海洋潮汐能,将其用作可再生能源。因为涡轮机会以阵列方式进行部署,一个涡轮机的尾迹可能影响到另一个涡轮机的性能。在ANSYS CFD中开展大涡流仿真,研究人员能够使用完整的涡轮机几何模型,而不是其他仿真工具所使用的简化几何模型,来对尾迹进行分析。这些仿真既能提高可靠性,又能减少潮汐能的成本。

达特茅斯大学

利用ANSYS HFSS和ANSYS Designer/Nexxim开展协同仿真,设计出配备表面安装技术(SMT)的微带谐振器。 首先用Designer导入CAD设计并且对PCB上SMT元件的位置进行参数化,然后用HFSS在短时间内测试数百种可能配置的电磁属性,从而获得理想的设计。

加州大学欧文分校

Hyperloop是一种正在研发中的长距离、大规模交通运输方式。人们乘坐在位于减压管道内的气垫上的增压舱中,通过线性感应电机和空气压缩机驱动,能实现高达700mph的运行速度。学生团队采用ANSYS的结构、CFD、热和磁学分析解决方案,用于解决如何让低摩擦的空气垫承载列车的大部分重量以及如何只依靠永磁制动装置让增压舱停止等难题。

 

Best in Show 2017: Startup

 

 

Jacobs Analytics

为确保烟熏炉中的热量均匀一致,防止食物烘烤过度、烘烤不足或者变干,Jacobs采用ANSYS技术为数百种概念建模并优化设计。在构建任何原型之前使用仿真,能节省用于原型和测试工作的数万美元。

 

 

 

2017年名人堂决赛选手

加州理工州立大学

如果您的目标是让太阳能汽车打破世界地面速度记录,尽量降低空气动力阻力是一项必不可少的工作。利用ANSYS CFD对具有不同顶蓬配置的太阳能汽车周围的气流进行仿真,最终得到的设计是将顶蓬向前延伸。这样可以消除原始顶蓬设计形成的项链状涡流,从而改善空气动力学性能。

CERN

大型强子对撞机内的高能粒子束流有时会因磁性故障与准直仪相撞。研究人员使用ANSYS Mechanical和ANSYS LS-Dyna开展完全耦合的热-结构仿真,来判定温度梯度和准直仪材料中产生的合成应力。对于任何粒子束拦截装置的设计来说,预测材料对粒子束冲击的响应至关重要。

Emerson

在研发涡流流量计测量系统时,主要问题是在足够宽的流速范围内确保涡流形成过程的稳定性——较低的流体和气体流速会带来特殊的挑战。工程师采用ANSYS CFX解决流体流和气体流问题,并结合使用ANSYS Mechanical和HPC,得出结论是理想的湍流模型就是标准的k-e模型。仿真让他们无需开展物理试验,就能发现涡流流量计的理想流体部件形状,同时提高流量计的质量,并缩短设计时间。

Marelli Motori

为水力发电、热电联产以及石油天然气应用生产高效发电机,需要了解结构、热、流体和频率物理场之间的复杂相互作用。使用ANSYS结构、CFD和模态分析开展多物理场仿真,可帮助工程师优化创新型发电机的结构(框架、护罩、风扇和轴)、热(冷却效率和热交换)以及频率响应等方面。结果是许多产品的功耗输出/最终成本比实现了两位数百分比的提升。

PCKA

麻省理工学院

城市街道上的建筑物会限制空气流向,阻止自然风进入街道,从而导致汽车尾气等污染物的积聚。在ANSYS CFD中运行的大涡流仿真显示,“捕风器”能有效地将近地风速提高2.5倍,吹走污染物,并改善街道里的空气质量。

挪威科技大学

研究人员使用ANSYS AQWA评估全装配海上风力发电机的新型安装方法(基于倒立摆原理)的可行性。通过对使用绞车的举升过程、流体动力学相互作用、船舶的前向运动以及使用对接椎体防撞垫和格梁系统防撞垫的接触模型进行仿真,他们确认了用于海上试航操作或构建3-D培训仿真器的模型。

Omnia Engineering

当流体流经基于流体振荡器原理的传感器时,振荡压力就能转化为流速。为了在不影响流型(层流或湍流)的情况下加入用于温度测量的热电耦,工程师需要开展工程仿真。ANSYS CFD仿真取得的结果在较大的雷诺数范围内与试验结果相吻合,从而让该公司能够在预算要求内按时推出新型热电耦增强型流量传感器。

PCKA

对于重量和体积均受限制的航空航天器而言,高效热传递非常关键;在这些情况下泡沫铝可作为理想的解决方案。工程师在ANSYS CFD中对流体动力学和热传递过程进行了建模,从而为代表战术飞行器热管理系统的系统级泡沫铝模型提供非常精确的热/水力性能预测结果。在成本高昂的试错制造和测试工作之前建立性能曲线,使得创新型热交换器的设计成为现实。

Polytechnique Montréal

由于喷流的分解让标准的多流体混合物模型不够准确,普惠加拿大公司很难了解靠近喷射嘴的柴油喷射行为。Polytechnique Montréal的研究人员使用ANSYS CFD开展两个仿真,一个是单相仿真,一个是多相仿真,从而计算出随着喷流穿透而降低的喷流核心质量。研究人员减去了从喷流核心分解出的流体结构数量,并通过用户定义函数估算出界面密度。

SpinChem

旋转床反应器(RBR)是化学家开展涉及流体介质和固态颗粒的反应的工具。经过RBR的流速会影响反应器的性能,因此工程师需要知道不同工作参数对吞吐量的影响,以达到优化产品的目的。ANSYS CFD可用于开展关于RBR角速度、固相颗粒大小和流体相粘度的参数化研究。仿真显示了在较宽的值域内每个参数对反应器性能的影响情况。

SUNY Maritime

降低海上化学品运输船的船体结构重量,意味着能以更低的运费率运载更多货物。ANSYS Mechanical仿真可用于设计一种夹层板(在两个外部钢面板之间粘合聚氨酯弹性体芯层),以取代传统的小间距钢增强板。这种夹层板缩小了高应力集中区域,无需为增强板上漆,并将强化结构的重量降低了25%

阿伯丁大学

在高效锅炉系统中,流体应均匀分布在锅炉管道的每一个支管中。实现这种均匀性的难点在于,管道中存在由气体和灰颗粒构成的两相流。ANSYS CFD可用于设计一种管道系统,通过管道底部的圆锥结构重力分离灰颗粒,并让气体流均匀地分布在下游的八个支管中。

马格德堡大学

高效混合各种组分、以确保产品的一致性和高质量,是搅拌槽反应器的必备功能。ANSYS CFD和ANSYS Meshing可对采用六叶片Rushton桨进行搅拌、并有四个侧挡板的搅拌槽开展仿真。仿真显示的强大尾缘涡流,可用于研究功率消耗、耗散速率和宏观不稳定性,以及对混合起作用的小规模湍流结构。

塔尔萨大学

在石油天然气生产、钻采、矿物质(含油砂)加工和运输等众多行业中,固态颗粒侵蚀都有着非常重要的意义。ANSYS CFD可与作为用户定义函数的机械侵蚀方程结合使用,对来自喷嘴的硅砂颗粒稳态流以及它们对不锈钢表面的冲击进行仿真。通过这项研究,工程师能够可靠地预测固态颗粒侵蚀工业设备的模式。

 

 

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