COMSOL雙向流固耦合-豎板震蕩仿真
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本案例是在ANSYS自帶案例的基礎上,利用COMSOL軟件進行仿真,只注重于方法的實現,沒有對于二者具體求解結果進行對比。
案例描述:
高1m,厚度0.06m的彈性板固定在底面上,在初始0.5s時間內,對板面施加100Pa的力,板子受力后彎曲。然后撤銷力,板子回彈不斷震蕩。四周是無風狀態。本案例仿真此豎板的受力運動過程引起附近空氣的震蕩,以及空氣阻力對板子運動狀態的影響。
材料參數:
物理場選擇:
本案例主要采用2D模型,物理場選擇層流、固體力學以及流固耦合多物理場。
載荷定義:
載荷定義主要是通過COMSOL軟件中自帶的分段函數實現。
求解難點:
非穩態模型求解模型的難點主要在于初始值的取值,準確的初始值取值有利于模型的收斂,加速求解過程。因此,第一步單獨求解固體力學,求解豎板單獨的震動情況;第二步整體求解,同時利用第一步求解結果作為第二步求解的初始值。
結果分析:
豎板震動以及空氣速度場分布
豎板頂點位移
由震動位移來看,由于空氣阻力的存在,豎板的震動是逐漸衰減的一個過程。
(通過此案例,ANSYS workbench和COMSOL軟件都能對雙向流固耦合進行很好的仿真,個人覺得COMSOL軟件界面較為友好,設置以及操作方面較為簡便,但如果針對工程模型而言,ANSYS的計算速度以及收斂行優勢將凸顯。)
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