fluid30
關注創(chuàng)建者：Hs小畢 創(chuàng)建時間：2019-10-11
fluid30的實例教程
02 FLUID30單元和材料參數，都需要使用APDL插入，如圖
03 本次分析，使用FLUID30單元，該單元為低階單元，所以網格不保留中間節(jié)點。
04 在聲學仿真中，對單元尺寸的要求是，小于最小波長的六分之一。
最終網格如圖所示：
4.4 為了方便加載和后處理，需要建立幾個Named Selection。
進口面：
出口面：
最終建立了四個Named Selection：
4.5 邊界條件設置。必須使用APDL進行定義。
進口面的邊界條件為單位速度，出口面的邊界條件為無反射，其它面為剛性反射（不設置即為剛性反射）。
水箱采用SHELL63單元，水箱中的水采用FLUID30單元，以下即為整個流固耦合模態(tài)計算的命令流文件：
length=1
width=0.6
height=0.8
/prep7
et,1,63
et,2,30 !選用FLUID30單元，用于流固耦合問題
r,1,0.01
mp,ex,1,2e11
mp,nuxy,1,0.3
mp,dens,1,7800
mp,dens,2,1000 !定義Acoustics材料來描述流體材料-水
mp,sonc,2,1400
mp,mu,2,
!
block,,length,,width,,height
esize,0.1
mshkey,1
!
type,1
mat,1
real,1
asel,u,loc,y,width
amesh,all
alls
!
type,2
mat,2
vmesh,all
fini
/solu antype,2
modopt,unsym,10 !非對稱模態(tài)提取方法處理流固耦合問題
eqslv,front
mxpand,10,,,1
nsel,s,loc,x,
nsel,a,loc,x,length
nsel,r,loc,y
d,all,,,,,,ux,uy,uz
nsel,s,loc,y,width
d,all,pres,0
alls
asel,u,loc,y,width
sfa,all,,fsi !定義流固耦合界面 fluid-structure interaction
alls
solv
fini
/post1
set,first
plnsol.u,sum,2,1
fini
第一階固有頻率，水箱隨水上下兩邊振動方向相異。
第二階固有頻率，水箱隨水上下兩邊振動方向相異。
展開 殼單元 類型1
ET,2,FLUID30 ! acoustic fluid element with ux & uy(0-Structure present at interface (unsymmetric element matrix))
ET,3,130 ! acoustic infinite line element
r,3,0.3,0,0
ET,4,FLUID30,,1,0 ! acoustic fluid element without ux & uy(1-No structure at the interface (symmetric element matrix))
! material properties
!材料1為鐵
MP,EX,1,2.1E11
MP,DENS,1,7800
MP,NUXY,1,0.3
!材料2為空氣介質
MP,DENS,2,1.21
MP,SONC,2,344
!建立模型
wprot,0,-90,0
SPHERE,,0.3,0,180 !SPHERE, RAD1, RAD2, THETA1, THETA2
wprot,0,90,0
BLOCK,0,0.1, -0.002, 0.002, -0.1, 0 !BLOCK, X1, X2, Y1, Y2, Z1, Z2
BLOCK,-0.1,0, -0.002, 0.002, -0.1, 0
VGLUE,2,3
VOVLAP,1,2 !Overlaps volumes
VOVLAP,3,4
!
展開 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。
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。
鋼板水池幾何模型
鋼板模型-實體單元來模擬，也可以采用shell181來模擬。
水體模型-采用Fluid80單元模擬
有限元網格劃分
設置邊界條件和自由度耦合
2. 結果分析
2.1 模態(tài)分析
模態(tài)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(tài)都有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。通過模態(tài)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(tài)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(tài)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
2.1.2 3/4水深工況下的自振頻率分析
2.1.3 滿水深工況下的自振頻率分析
3.
展開 模態(tài)分析的單元
在使用ANSYS計算結構在水中的模態(tài)時，FIUID29、FIUID30單元分別用來模擬二維和三維流體部分，相應的結構模型則利用PLANE42、SOIID45等單元來構造，其中，PLANE42和SOLID45單元用來構造二維和三維結構模型。采用三維模型，流體選用FIUID30單元，結構則采用SOLID45單元。
FLUID30是流體聲單元，用于模擬流體介質及流固耦合問題。該單元有8個節(jié)點，每個節(jié)點上有4個自由度，分別是X、Y、Z 3個方向的位移自由度和1個壓力自由度，為各向同性材料。輸入材料屬性時，需要輸入流體的材料密度(作為DENS輸入)，及流體聲速(作為S0NC輸入)，流體粘性產生的損耗效應忽略不計。
SOIID45單元用于構造三維實體結構。單元通過8個節(jié)點來定義，每個節(jié)點有3個沿著X、Y、Z方向平移的自由度。
在利用ANSYS建模分析時，流場域單元屬性分為2種，由KEYOPT(2)(指定流體和結構分界處結構是否存在)控制，在流固耦合交界面上的單元KEYOPT(2)=0，表示分界面處有結構，其他流體單元KEYOPT(2)=1，表示分界面處無結構。流體一結構分界面應通過面載荷標志出來，指定FSI label(不需數值)可以把分界面處的結構運動和流體壓力耦合起來，分界面標志必須在分界面處的流體單元標出。
模態(tài)分析的步驟
1)建立流體單元的實體模型。建立流體模型，首先需要確定流體域的范圍，針對這個問題，假定固體結構周圍只有有限范圍的流體，數值實驗表明，當流體區(qū)域足夠大時，這一假定的結果與假定流體為無限邊界流體的結果的誤差應小于1%。一般情況下可以取流體區(qū)域的半徑為固體結構半徑(其中矩形截面取其邊長的1／2作為半徑)的5倍以上。
展開 
fluid30的相關專題、標簽、搜索
fluid30的最新內容
具有直接耦合功能的單元有：
==SOLID5== ---------3-D 耦合場實體單元 (電磁矩陣的推導，耦合效應)
==PLANE13==---------二維耦合場實體單元 (電磁矩陣的推導，耦合效應)
==FLUID29== ---------二維聲學流體 單元(聲學矩陣的推導)
==FLUID30== ---------3-D 8 節(jié)點聲學流體單元 (
聲學空腔（聲端口、氣隙和殼體空腔）用FLUID30單元建模。氣隙用使用彈性空氣選項（KEYOPT（4）＝1）的SOLID226靜電結構單元（KEYOPT（1）＝1001）的一個單元層劃分網格。
材料和接觸屬性
結構材料屬性如下：
聲學材料屬性如下：
1.
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。
流體結構分析中還包括一些特有的單元，如FLUID29、FLUID30、FLUID116、FLUID129、FLUID136、FLUID141等。
02 FLUID30單元和材料參數，都需要使用APDL插入，如圖
03 本次分析，使用FLUID30單元，該單元為低階單元，所以網格不保留中間節(jié)點。
04 在聲學仿真中，對單元尺寸的要求是，小于最小波長的六分之一。
水箱采用SHELL63單元，水箱中的水采用FLUID30單元，以下即為整個流固耦合模態(tài)計算的命令流文件：
length=1
width=0.6
height=0.8
/prep7
et,1,63
et,2,30 !
FLUID30是流體聲單元，用于模擬流體介質及流固耦合問題。該單元有8個節(jié)點，每個節(jié)點上有4個自由度，分別是X、Y、Z 3個方向的位移自由度和1個壓力自由度，為各向同性材料。輸入材料屬性時，需要輸入流體的材料密度(作為DENS輸入)，及流體聲速(作為S0NC輸入)，流體粘性產生的損耗效應忽略不計。
SOIID45單元用于構造三維實體結構。
殼單元 類型1
ET,2,FLUID30 ! acoustic fluid element with ux & uy(0-Structure present at interface (unsymmetric element matrix))
ET,3,130 !
