ANSYS經典模塊下FLUID80單元流固耦合地震動力分析

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在ANSYS經典模塊下,考慮液體-固體之間的相互作用,常用的二維分析單元類型有Fludi29和Fluid79單元,三維的分析單元類型為Fluid30和Fluid80單元,通過查閱Help文檔,我們可以了解到79單元和80單元可以用來模擬液體的晃動問題,29和30則不能實現。對于以上分析單元類型,在模擬流體性質時,不同單元其使用方法也不盡相同。具體用法和材料定義與求解設置的不同之處,感興趣的可以查閱官方文檔或網上搜尋。

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下面以Fluid80單元為例,做一個鋼板水池流固耦合的地震動力分析算例,供參考,不足指出請詳細指正。

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鋼板水池幾何模型

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鋼板模型-實體單元來模擬,也可以采用shell181來模擬。

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水體模型-采用Fluid80單元模擬

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有限元網格劃分

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設置邊界條件和自由度耦合

2. 結果分析

2.1 模態分析

模態分析主要目的是為測得結構的固有頻率、周期和振型,每一階模態都有特定的固有頻率、阻尼比和模態振型。通過模態分析方法搞清楚了結構物在某一易受影響的頻率范圍內的各階主要模態的特性,就可以預言結構在此頻段內在外部或內部各種振源作用下產生的實際振動響應。

下面不同水深工況模態分析自振頻率分析結果。

2.1.1  1/2水深工況下的自振頻率分析

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2.1.2  3/4水深工況下的自振頻率分析

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2.1.3  滿水深工況下的自振頻率分析

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3. 地震動力時程分析

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地震加速度時程曲線

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選取3個鋼板特征點,查看地震下的位移時程,加速度時程和應力時程結果

對比.png

3個節點X向位移時程曲線對比

可以看出,隨著高度的增加,3個關鍵點的位移時程變化規律相同,但頂部關鍵點A的位移明顯大于其他兩個關鍵點,這是由于“鞭梢效應”的影響,頂部節點在地震波的作用下有明顯的放大效應。

本例僅以80單元為示例,有問題可以討論交流,共同提高。

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