abaqus cfd模塊
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
abaqus cfd模塊的視頻教程
ABAQUS-CFD卡門渦街模擬
本案例基于ABAQUS6.14-CFD模塊，模擬了簡單CFD卡門渦街現象，模擬時長80s，定義水的材料屬性，恒速入口邊界條件，零壓出口條件，wall壁面條件等，輸出速度和壓力云圖及節點速度曲線。
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ABAQUS-CFD二匯一冷熱流耦合模擬
本案例基于ABAQUS6.14-CFD模塊，模擬了二匯一水管內冷熱流匯流耦合分析，冷熱水5m/s恒速入口，熱水80°，冷書10°，輸出流體速度,壓力,溫度云圖。
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abaqus cfd模塊的實例教程
有限元建模
采用<a href="/major/ABAQUS CFD模塊進行建模和計算，懸索橋梁在持續8級強風（速度20m/s）作用下的渦激振動有限元模型如圖4所示，邊界條件如圖5所示。
圖4 橋梁渦激振動的有限元模型
圖5 橋梁渦激振動的邊界條件
4. 計算結果
速度場計算結果如圖6所示，在橋梁上下選擇兩個對稱點測量速度隨著時間的變化如圖7所示。
圖6 橋梁渦激振動的計算結果
圖7 橋梁上下某兩個對稱點的速度演變
5. 優化設計
在橋梁設計時，可通過橋梁氣動外形修型，適當增加結構阻尼等方法避免和減緩在設計工況下的橋梁的風致振動。下面以一種優化后的橋梁橫截面為例，計算優化后的模擬結果。
圖8 某懸索橋梁的優化橫截面
在相同條件下的渦激振動計算結果如圖9所示，同樣的，在橋梁上下選擇兩個對稱點測量速度隨著時間的變化如圖10所示。
圖9 優化后橋梁渦激振動的計算結果
圖10 優化后橋梁上下某兩個對稱點的速度演變
6. 結論
（1）ABAQUS CFD模塊能有效地模擬橋梁渦激振動；
（2）ABAQUS數值模擬可以計算強風作用下橋梁周圍的空氣動力學特征；
（3）優化后的橋梁橫截面減弱了渦激振動現象，能為實際工程提供參考。
圖11 優化前后橋梁周圍的空氣動力學特征
7. 計算配置
處理器：Intel(R) Core(TM) i7-9700K CPU @ 3.60GHz
內存：32G
計算時間：5H
8. 參考資料
維基百科卡門渦街詞條: en.wikipedia.org
任少鐸. 卡門渦街的成因及虎門大橋的振動分析[J]. 物理教師, 2020, 41(09): 57-59+61.
張偉偉, 豆子皓, 李新濤, 高傳強. 橋梁若干流致振動與卡門渦街[J].
展開 Abaqus6.10及以后版本引入流體動力學CFD求解模塊，增強了Abaqus流固耦合方面的功能。使用Abaqus/CFD和Abaqus/Standard及Abaqus/Explicit進行多物理場耦合仿真，如動脈瘤分析、電子元件冷卻分析、輪胎滑水分析及油箱中液體晃動等等。
流固耦合及熱傳導在Abaqus/CFD與Abaqus/Standard都可以實現。流固耦合在Abaqus/CFD與Abaqus/Explicit可以實現，但熱傳導不可以。
Abaqus/CAE支持創建CFD模型。
流固耦合分析時，需要分別定義流體與固體的接觸面。
Abaqus/CFD jobs提交執行與普通Abaqus的jobs文件一樣。流固耦合分析的jobs文件提交通過Co-excution提交。
以上簡單介紹了Abaqus/CFD 流體動力學模塊的應用、建模及分析提交的知識，后續將為大家分享更多內容。
Abaqus CFD——流體動力學分析模塊介紹.pdf
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展開 鑒于abaqus/CFD&Standard/Explicit流固耦合分析的例子少之甚少，我所看到的手冊中唯一一個有關abaqus流固耦合結構應力變形分析的
例子是基于abaqus+fluent+mpcci聯合實現的，故曾經懷疑基于abaqus/cfd&standard/explicit流固耦合涉及結構變形分析目前是否能夠實
現，最近偶爾做了個基于abaqus/cfd&standard管道流固耦合變形的例子，發現其實是可以做的，拿出來與大家分享一下，當然，還有一
些細節問題有待進一步探索，希望有對此感興趣的同仁一起研究探討，比如結構采用殼單元后，收斂性會相當差，這在基于其它軟件的流固
耦合分析中其實很少出現問題，還有比如流場會受ALE的影響出現整體網格抖動（這個問題是我在做另一個FSI涉及結構變形的算例中出現的
怪異現象）。
模型采用abaqus/cfd模塊與abaqus/standard模塊進行co-simulation，模型見下圖：
相關計算結果：
放大后的結構變形：
結構壓力分布：
流體瞬時速度矢量分布：
Co-execution-guan_solid_fluid_2-guan_solid.rar
Co-execution-guan_solid_fluid_2-guan_fluid.rar
展開 圖1 圓柱繞流實驗中觀察到的卡門渦街現象
二、ABAQUS中實現卡門渦街現象
ABAQUS作為一款功能強大的工程模擬有限元軟件，自帶“大型動畫制作”功能。本部分內容將簡單介紹如何在ABAQUS中實現簡單的卡門渦街現象。
本部分內容需要用到ABAQUS/CFD模塊，最終實現的效果如圖2所示。借助該案例也簡單介紹一下CFD模塊的具體建模過程。
圖2 ABAQUS中圓柱繞流產生卡門渦街
建模步驟
1、打開ABAQUS6.14，選擇With CFD Model；
2、創建Part-KarmanVortex，Part設置如圖3所示，建立草圖如圖4所示，拉伸厚度0.01m，如圖5所示。
圖3 Part設置
圖4 Part草圖參數設置
圖5 拉伸厚度
3、對部件進行分區，各部分參數如圖6所示。
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熱學主要計算熱膨脹時結構應力的變化和熱傳導等現象，本身和結構關系密切，所以Nastran、Abaqus等結構軟件都會包括熱分析功能；流體由于達索已經收購了業界兩款最好的基于最近大熱的LBM粒子算法的商業軟件PowerFlow和Xflow，可能處于產品線的發展考慮，把基于有限元方法的Abaqus/CFD模塊直接停止開發了，但保留了Abaqus中的CEL模塊，專門處理流固耦合問題；而聲學模塊主要處理聲腔內的模態分析和聲傳播問題
熱學主要計算熱膨脹時結構應力的變化和熱傳導等現象，本身和結構關系密切，所以Nastran、Abaqus等結構軟件都會包括熱分析功能；流體由于達索已經收購了業界兩款最好的基于最近大熱的LBM粒子算法的商業軟件PowerFlow和Xflow，可能處于產品線的發展考慮，把基于有限元方法的Abaqus/CFD模塊直接停止開發了，但保留了Abaqus中的CEL模塊，專門處理流固耦合問題；而聲學模塊主要處理聲腔內的模態分析和聲傳播問題
熱學主要計算熱膨脹時結構應力的變化和熱傳導等現象，本身和結構關系密切，所以Nastran、Abaqus等結構軟件都會包括熱分析功能；流體由于達索已經收購了業界兩款最好的基于最近大熱的LBM粒子算法的商業軟件PowerFlow和Xflow，可能處于產品線的發展考慮，把基于有限元方法的Abaqus/CFD模塊直接停止開發了，但保留了Abaqus中的CEL模塊，專門處理流固耦合問題；而聲學模塊主要處理聲腔內的模態分析和聲傳播問題
結論
（1）ABAQUS CFD模塊能有效地模擬橋梁渦激振動；
（2）ABAQUS數值模擬可以計算強風作用下橋梁周圍的空氣動力學特征；
（3）優化后的橋梁橫截面減弱了渦激振動現象，能為實際工程提供參考。
圖11 優化前后橋梁周圍的空氣動力學特征
7.
五、Abaqus/CFD流體分析模塊
純計算流體動力學求解器Abaqus/CFD基于混合間斷有限元法/有限體積法（FVM） 和有限單元法（FEM），可以解決與層流和湍流相關的流體力學問題，不用通過第三方軟件即可以在Abaqus/CAE里方便地實現Abaqus/Standard、Abaqus/Explicit與Abaqus/CFD的耦合，實現真正意義上的流固耦合或耦合傳熱。
本部分內容需要用到ABAQUS/CFD模塊，最終實現的效果如圖2所示。借助該案例也簡單介紹一下CFD模塊的具體建模過程。
Abaqus/CFD流體分析模塊：
純計算流體動力學求解器Abaqus/CFD基于混合間斷有限元法/有限體積法（FVM） 和有限單元法（FEM），可以解決與層流和湍流相關的流體力學問題，不用通過第三方軟件即可以在Abaqus/CAE里方便地實現Abaqus/Standard、Abaqus/Explicit與Abaqus/CFD的耦合，實現真正意義上的流固耦合或耦合傳熱。
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Abaqus6.10及以后版本引入流體動力學CFD求解模塊，增強了Abaqus流固耦合方面的功能。使用Abaqus/CFD和Abaqus/Standard及Abaqus/Explicit進行多物理場耦合仿真，如動脈瘤分析、電子元件冷卻分析、輪胎滑水分析及油箱中液體晃動等等。
流固耦合及熱傳導在Abaqus/CFD與Abaqus/Standard都可以實現。
