案例1 - 冷却塔谐响应分析

1.案例介绍

冷却塔是一种用于散发热量的设备，应用于诸多行业，如化工、电力、制造业等。它的主要作用是通过循环水和空气的接触，使热水中的热量转移到空气中，从而降低水的温度。通过对其谐响应分析可以预测结构的持续动力特性，使设计人员能够验证其设计能否成功地克服共振、疲劳及其他受迫振动引起的有害效果。这有助于确保冷却塔在工作状态下的稳定性和可靠性，避免潜在的结构损坏或性能下降。

2.流程介绍

• 前处理与求解设置
  • 学习如何导入几何，自动生成网格
  • 学习如何导入模型网格
  • 学习如何设置模型与材料相关选项
  • 学习如何求解计算
• 后处理结果分析展示
  • 兴趣点结果
  • 结果云图

步骤一：导入网格

进入谐响应分析模块，点击“网格”，“类型”选择“上传网格”，点击“上传网格”，本案例网格名为M_coolingtower。如下图所示：

步骤二：兴趣点

点击“兴趣点”后的“+”，通过坐标，选择一个兴趣点。

步骤三：接触设置

本案例无接触

步骤四：单元设置

单元设置主要目的是设置单元类型，在响应谱分析模块中，单元类型可以设置为三维完全积分单元与三维缩减积分单元两种；网格类型可分为一阶网格与二阶网格两种。当单元设置为手动时，可对子模型进行单元设置。设置如下图所示：

步骤五：材料设置

点击“材料”后的“+”，选择材料库中“水泥”的参数，将其赋值于体“V_ALL”上。

步骤六：边界条件与载荷

点击“边界条件与荷载”后的“+”，选择“固定支撑”，施加位置为底面；

再次选择边界条件“压强”，值为100000Pa，施加面在“Int_face”。

步骤七：求解器设置

采用默认设置

步骤八：时间步&资源

点击“时间步&资源”，在“激励频率”处选择“频率列表”，“起始频率”为1，“结束频率”为100，“频率步进”为20。“资源配置”处用默认设置。

步骤九：结果配置&计算

1）物理场 物理场添加如下图所示：其中包含系统默认设为物理场，非默认的物理场需要点击“物理场”后的“+”进行选择添加。

2）兴趣点结果提取 激活兴趣点开关，并选择相应的物理量及其分量。

3）点击“仿真计算”，开始计算，直至提示成功即可。操作如下图所示：

步骤十：结果展示

点击“仿真计算”前“+”，可以看见两种计算结果。

1）兴趣点结果提取

2）结果云图