中流砥柱-繼續前行-流體分析中多相流操作的一點操作心得

作者：大龍貓 fwz0703@163.com

 微信公眾號：CAE_ANSYS

         在一般的流體分析中，經常需要考慮流體的流動狀態，獲取流動的速度、流量、壓力或者層流還是紊流等流動狀態，但是其歸根結底在實際的工程應用中都需要反應到實際的工程產品中，包括對物體的壓力，對飛機的升力等（溫度分析、化學反應或者攪拌混合等除外），因此流固耦合在越來越多的情況下需要被考慮。常規情況下的順序耦合能夠很好的反應流體對固體的壓力溫度等影響，而一些特殊情況下的流固雙向耦合就需要考慮了。

         本次按照之前的一個CFX案例來模擬流固耦合的效果，原本是很好操作的一個過程，但是在軟件操作中遇到了很多的問題，經過多次的調試終于解決了部分問題，分享如下，供初學者參考使用

1.流固耦合中設置ANSYS Multifield的地方怎么沒有了？

         案例中描述的流固耦合的原理是將ansys生成命令流文件，分析生成的dat文件，將其加載到CFX中計算，每次計算會計算流體壓力，將其讀取到ansys 的apdl中計算，然后再讀取變形給CFX。

         但是在設置中發現沒有了這個耦合設置的地方，如圖所示，經過多方面查找原因，發現是ANSYS 版本的原因，在ANSYS 17.2版本之后不在支持這種dat文件的加載方式，如果非要使用這個方式，請將ansys改成17.1版本之前。而新版本的方式是采用SYSTEM COUPLING系統耦合的方式，將變形和受力在workbench中進行數據傳遞，這種方式更加靈活，但是需要的是耦合的受力面坐標要一致。

2.完全按照案例操作設置為什么不收斂？

         在實際操作中應該會有人發現各種各樣的問題發現，為什么我按照書上的案例操作，卻沒有得到相同的結果？或者直接沒有結果？

          這個原因就很多了，除了上面提到的版本原因，很大一部分原因就是沒有按照案例的每一步進行仔細檢查，所以還是模仿不仔細，自己腦補的默認設置。當然，個別情況下是案例本身的問題

          筆者模擬設置出現的問題隱藏很深，經過多方面測試發現了問題，還是軟件版本的問題。因為按照案例操作，將模型網格劃分進行后續操作，后續的CFX多相流操作發現在ansys的17.1版本和19.2版本中設置完全一樣，但是高版本的就可以收斂，低版本的就不能收斂，完全找不到原因。

         層層篩查，發現是網格的原因，因為發現按照相同的方式添加約束條件，兩者完全一樣，發現網格單元數量卻不一樣，仔細對比，發現是版本的默認設置問題。

           ansys 17.1中的body size設置默認 captrue curvature 是打開的，而19.2版本之后是關閉的，導致的網格數量不一致，但是網格多的情況下卻不收斂，這個就不好理解了              

3.在CFX中設置多相流的方式和邊界條件的設置如下圖所示

          定義多相流，定義邊界條件、定義初始狀態，按照如圖所示可以得到想要的結果，流動的效果。結果如圖所示，立柱的變形情況如圖所示

        經過以上的分析可以獲取想要的結果。這是一個簡單的按照案例操作的過程，但是還是有很多的錯誤，個人經驗感覺這都是不是事。因為仿真分析，看似原理簡單，但是每一步操作都是一個坑，如何跨過去才關鍵。

最后再簡單說一下個人仿真經驗：

1.物理理論是很重要的，在做之前，先將想要做的問題有一個大概的了解，預測趨勢性結果

2.分析影響結果因素，在軟件中考慮導致不同結果的所有因素如何設置，軟件默認不一定正確

3.結果趨勢是否正確，將參數極限化考慮來預測趨勢是否正確

4.仿真經驗記得總結，記錄過程，量變引起質變，以后會有一個質的提高

5.不要忽略細節的重要性，每一個細節決定成敗

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