ANSYS在海底作業(yè)中的應(yīng)用

2016-10-23 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

海底機(jī)器可用于在海床下挖溝和埋設(shè)剛性及柔性產(chǎn)品和電力電纜。這些挖溝機(jī)必須確保具備可靠高效的工作性能,才能讓安裝的產(chǎn)品精確敷設(shè)到溝槽中。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)綜合運(yùn)用ANSYS流體動力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真軟件,確保挖溝機(jī)具備高性能。通過成功應(yīng)用結(jié)構(gòu)和流體優(yōu)化技巧,該團(tuán)隊(duì)不僅將流體性能效率大幅提升26%,同時還在無需顯著增重的情況下修改結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝,從而消除了潛在的魯棒性損失問題。

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在整個項(xiàng)目中均使用了ANSYS軟件,正是ANSYS Workbench用戶環(huán)境為FEA和CFD的幾何結(jié)構(gòu)編輯、網(wǎng)格剖分和計(jì)算求解提供了理想的平臺。

流體動力學(xué)評估和優(yōu)化

ANSYS Fluent有助于優(yōu)化海底挖溝機(jī)的歧管

規(guī)定了歧管內(nèi)部組件的封裝和進(jìn)水口以及三個出水口的位置。工程師使用ANSYS Fluent求解器來分析歧管下游的每一個組件,以判斷各個組件的損耗系數(shù)。隨后將得到的損耗系數(shù)應(yīng)用到歧管出水口的設(shè)計(jì),確保在設(shè)計(jì)優(yōu)化階段實(shí)現(xiàn)正確的流動分布,從而最大程度地降低整個系統(tǒng)中的損耗。所得結(jié)果顯示,新型設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)可將損耗系數(shù)降低約26%。

結(jié)構(gòu)評估與優(yōu)化

歧管的原始設(shè)計(jì)基于裝配式結(jié)構(gòu)方法之上。由于焊接區(qū)在結(jié)構(gòu)上較為薄弱,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)決定將前向刀具裝配修改為機(jī)械加工結(jié)構(gòu)。為測量機(jī)械加工設(shè)計(jì)的性能,他們對原來的裝配式歧管進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析。這一初步分析的結(jié)果為設(shè)計(jì)決策提供了支持,同時也為機(jī)械加工多歧管的性能評估提供了參考基準(zhǔn)。

海底挖溝系統(tǒng)的前向刀具裝配

使用ANSYS Workbench仿真工具,工程師可將機(jī)械加工設(shè)計(jì)的重量降低至可接受的范圍內(nèi),同時優(yōu)化歧管的結(jié)構(gòu)性能,保持所需的內(nèi)部流動特性。工程師將使用ANSYS Mechanical仿真得到作業(yè)載荷總位移圖和作業(yè)載荷等效應(yīng)力圖。