TLDR：通过结合 ANSYS Mechanical 和 ANSYS CFX，可以通过模拟预测气动阻尼。此方法可用于涡轮叶片、飞机机翼或 MEMS 微镜！

多年来，很多人问我“嘿，明，我们可以用模拟来预测阻尼吗？” 是的，可以！

阻尼是机械动力学中的重要值之一，通常通过测量和模拟相关性来收集。但我的许多朋友都在研究 MEMS 设备，将加速度计粘到 MEMS 加速度计上真的很难！

因此，通过模拟计算阻尼变得非常方便。 - 参见下面的视频！

所以我们就这么做吧。

概述

流程如下：

执行结构模态分析并挑选出感兴趣的模态形状。如果您正在设计谐振器，那么您知道您想要的那个。

将模式形状的运动映射到瞬态 CFD 模拟上并运行几个循环。

计算对流体所做的功并将其除以临界阻尼。

瞧！您得到了阻尼比。

看起来简单吗？其实不然。这里面有很多东西需要自动化。

幸运的是，我们所有人都已经在 ANSYS 中完成了。

为了将阻尼计算引入涡轮机械，ANSYS 开发团队付出了所有艰苦的努力。我们可以借助他们的努力，让这项技术也适用于 MEMS。

这里我们有一个挤压膜阻尼问题。

想象一根上下振动的金梁，上面有一些可以让空气通过的孔。

这是我们使用的标准示例，因为我们在 ANSYS Mechanical 中也有一个挤压膜阻尼模型。

首先我们来做模态分析。

我们调用一个特殊函数来导出 CFX 变形配置文件。这意味着所有的网格运动和变形都由我们处理好了！（看，我告诉过你开发团队做了所有艰苦的工作！）

设置,1,1,,真实
cmsel,,光束
表达式,冲浪,模式,,光束,光束模式1,csv

然后我们在 CFX 中开始计算流体动力学模拟。

我们将要创建一个“瞬态叶片排模型”。但实际上并非如此，因为我们正在进行挤压膜阻尼模拟。我们假装它是一个瞬态叶片排模型，因为这里存储了许多阻尼计算特征。

如果你眯起眼睛看一下，这就有道理了，傅里叶变换、循环、周期......阻尼！

将我们的.csv 作为配置文件加载并打开网格变形等。

神奇的是，空气动力学阻尼作为一个选项出现在监视器窗口中。

这将自动对瞬态 CFD 模拟中移动叶片所做工作的循环积分。

不过，我们确实需要先定义一个临界阻尼系数，因为我们需要阻尼比。这是 4*pi*TotalEnergy。

我们可以通过谐波模拟获得特定振型的总能量。只需激励结构以我们想要从屏幕上读取的振幅振动即可。

现在我们可以出发了。

等待一段时间，模拟完成，我们就得到了阻尼比！

结论

几年来我一直想经历这件事，所以终于完成了，真是太好了。

除了挤压和滑动膜阻尼外，该方法还为阻尼比计算提供了广泛的选择。扭转运动通常很受关注，现在有一种方法可以计算阻尼比。