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太阳能制品可抵御阵风:CSIR-CMERI 案例研究

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技术
  • 分析与建模 - 数字孪生/模拟
  • 传感器 - 液体检测传感器
适用行业
  • 可再生能源
适用功能
  • 产品研发
用例
  • 快速原型制作
  • 虚拟原型与产品测试
服务
  • 硬件设计与工程服务
关于客户
CSIR-中央机械工程研究所 (CSIR-CMERI) 是印度政府科学技术部下属自治机构科学与工业研究理事会 (CSIR) 下的机械工程顶级研发机构。该研究所成立于 1958 年,从事研发已超过 59 年,其使命是服务国家,实现自力更生、战略部门和社会应用。主要研究领域包括机器人与机电一体化、微系统技术、快速原型与建模、先进机械设计、仿真与建模、先进制造技术及其相关领域。
挑战
印度人口的增长导致对电力的需求增加。为了满足这一需求,该国正在寻求可再生能源。 CSIR-中央机械工程研究所(CSIR-CMERI)开发出了美观的太阳能电池,被称为“太阳能人造物”,其形状为雨伞或树木。这些太阳能制品可以放置在商业或公共空间中,提供电力,同时保持下方的空间用于生产或娱乐用途。然而,这些太阳能人造物的设计需要适应可用空间,并根据其位置承受一定范围的风速。面临的挑战是确保这些文物足够坚固,能够在一定范围的风速下抵抗损坏,同时又不牺牲其美学设计。
解决方案
为了应对这一挑战,CSIR-CMERI 研究人员求助于 ANSYS 解决方案来运行流固耦合 (FSI) 模拟,以确定阵风对其太阳伪影的影响。他们使用 ANSYS SpaceClaim 和 ANSYS AIM 在单一窗口环境中进行预处理、网格划分、求解和后处理。他们在 AIM 中针对稳态湍流风流条件建立了完整的 FSI 工作流程,并在太阳能电池板结构上绘制总力图以进行应力和位移研究。他们模拟了不同结构载荷和风流条件(80、100 和 120 公里/小时)下的太阳伪影模型。模拟结果表明,伞的设计可以承受所有这些风力条件。
运营影响
  • The use of ANSYS AIM software provided CSIR-CMERI with a comprehensive solution for their challenge. The software's single platform and guided simulation processes made it accessible to the entire engineering organization, allowing for a more collaborative and efficient approach to the project. The ease of use and quick turnaround time of the software enabled the rapid completion of the FSI project, allowing CSIR-CMERI to offer this technology for licensing based on the simulation results. This not only demonstrated the strength and resilience of the solar artifacts but also their potential for commercial application.
数量效益
  • ANSYS AIM software provided a new immersive simulation environment that lowers the barrier to entry for engineering simulation analysis of solar artifacts.
  • AIM’s single platform, combined with its guided and customizable simulation processes, made multiphysics FSI simulation accessible to the entire engineering organization.
  • AIM’s ease of use and quick turnaround time enabled rapid completion of the FSI project.

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