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Comportement des fluides avec des chambres en constante évolution
Ansys Workbench simule l’évolution de la pression dans un compresseur scroll pendant son fonctionnement.

Analyse transitoire d'un compresseur scroll avec Ansys

Branche : Construction de machines et d’installationsDiscipline: Mécanique des structures, Scalabilité de la simulation

SANDEN, le principal fabricant de systèmes de climatisation automobile, produit également des compresseurs scroll. Ils se composent d'une spirale fixe et d'une spirale orbitale, qui sont imbriquées. Pendant le mouvement de la spirale orbitale, le nombre, la forme et le volume des chambres internes changent constamment. Avec Ansys, ce cycle peut être mieux étudié.

Résumé

Tâche

Détection automatique des chambres et de leur pression interne correspondante en utilisant une approche analytique au lieu de l'approche traditionnelle du FSI.

Solution

À cette fin, certaines routines APDL ont été développées et intégrées comme objets de commande dans Ansys Workbench. La cinématique complexe du compresseur a été modélisée de manière réaliste et l'analyse transitoire a été calculée en peu de temps avec Ansys HPC.

Avantages clients

Modélisation plus facile et plus rapide des chambres de pression, simulation sans effort des conditions pour un angle donné à pleine vitesse et temps de calcul courts avec Ansys HPC.

Détails du projet

Tâche

Le compresseur à spirale est constitué d'une spirale fixe et d'une spirale orbitale, qui sont imbriquées. Pendant le mouvement de la spirale orbitale, le nombre, la forme et le volume des chambres internes changent constamment. Par conséquent, les conditions de pression dans les chambres changent également. L'objectif était d'étudier les aspects suivants en utilisant la simulation par éléments finis :

  • Détection automatique des chambres qui changent continuellement et de leur pression interne correspondante en utilisant une approche analytique au lieu de l'approche FSI traditionnelle
  • Cinématique réaliste du compresseur
  • Effet transitoire à une vitesse de 9000 tours/minute

Avantages clients

Auparavant, il était nécessaire de modéliser précisément les chambres pour chaque angle de rotation dans un système de CAO. La pression devait être "calculée à la main" et transférée manuellement - un processus laborieux et une source d'erreur.

  • Grâce à la reconnaissance automatisée des chambres et à l'application de la pression, le client peut "sans effort" exécuter la simulation pour n'importe quel angle.
  • On détermine les forces agissant sur les composants critiques à grande vitesse.
  • L'utilisation d'Ansys HPC réduit le temps total de simulation transitoire.

Solution

D'une part, il était nécessaire de détecter automatiquement le nombre de chambres, leur forme et aussi leur séparation spatiale réelle. D'autre part, une sélection de polygones étendue était nécessaire pour sélectionner les zones d'application de la pression. À cette fin, certaines routines APDL ont été développées et intégrées comme objets de commande dans Ansys Workbench. Les joints, issus de la simulation multi-corps, et les contacts non linéaires ont été utilisés pour modéliser de manière réaliste la cinématique complexe des compresseurs. Avec l'aide d’Ansys HPC, le temps de calcul de l'analyse transitoire pourrait être encore réduit.


Support IT

Produits du projet