流體仿真/噪聲仿真/流固耦合的案例
【流固耦合數(shù)值仿真算例】風(fēng)機(jī)葉片流固耦合數(shù)值仿真
為了更好地了解風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及特點，提高風(fēng)機(jī)的總體設(shè)計水平與使用效能，可通過自建高性能并行集群仿真平臺， 利用OpenFOAM開源軟件進(jìn)行計算， 考慮流固耦合方式對風(fēng)機(jī)葉片上的氣動載荷進(jìn)行分析。 下圖為數(shù)值模擬結(jié)果。
風(fēng)機(jī)在計算域中的示意圖
風(fēng)機(jī)在計算域中的示意圖
風(fēng)機(jī)在簡化氣動力下轉(zhuǎn)動效果
流固耦合條件下模擬，可以考慮風(fēng)機(jī)塔架、機(jī)艙的振動響應(yīng)。
在此種模擬方法下，可以輸出風(fēng)場縱剖面速度云圖，考慮風(fēng)機(jī)的尾流效應(yīng)。
單風(fēng)機(jī)尾渦效果展示
雙風(fēng)機(jī)尾渦效果展示
葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)中最基礎(chǔ)和最關(guān)鍵的部件，其良好的設(shè)計，可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證機(jī)組正常穩(wěn)定運行的決定因素。考慮流固耦合方式對風(fēng)機(jī)葉片上的氣動載荷進(jìn)行分析，可以為風(fēng)機(jī)的總體設(shè)計提供一個較為全面的建議及分析方法。
展開 XFlow與Abaqus的雙向流固耦合仿真須知XFlow與Abaqus的雙向流固耦合仿真須知
1）Abaqus 和XFlow 的協(xié)同仿真屬于FSI 仿真類型，即流固耦合仿真；
2）XFlow 必須在Labs 模式下運行，激活Labs 模式的路徑是：Main menu > Options > Preferences > Application mode> Labs；
3）建議使用Abaqus 2018 及以上版本；
4）Abaqus的協(xié)同仿真服務(wù)功能必須提前安裝好；
5）如果Abaqus的協(xié)同仿真服務(wù)沒有安裝，那么請按以下方式進(jìn)行安裝：假設(shè)版本是Abaqus 2018， ?》》 首先使用X64命令行運行：abq2018 extractCseApi ?》》 然后把CSS服務(wù)二進(jìn)制文件夾寫入系統(tǒng)path變量： X:\xxxxxx\Dassault Systemes\SimulationServices\V6R2018x\win_b64\code\bin， 其中X:\xxxxxx是相應(yīng)的安裝盤符和文件夾。
6）如果版本是2019不用安裝5)中的步驟，但也需要建立上述環(huán)境變量。
7）協(xié)同仿真時，數(shù)據(jù)是雙向交互式進(jìn)行傳遞的，Abaqus傳輸位移和速度信息給XFlow，XFlow傳輸載荷信息給Abaqus，仿真時的所有模型參數(shù)建議使用SI單位制。
展開 結(jié)構(gòu)仿真工程師補(bǔ)流體基礎(chǔ)并學(xué)Abaqus流固耦合，求操作與理論并重課程推薦
強(qiáng)烈推薦你選擇 技術(shù)鄰“ABAQUS 項目導(dǎo)航定制培訓(xùn)” 中的流固耦合相關(guān)課程，該課程完全契合 “操作與理論并重” 的核心需求，能從基礎(chǔ)幫你搭建流固耦合分析能力體系。
一、技術(shù)鄰課程核心適配性
作為專注于工程仿真領(lǐng)域的專業(yè)平臺，技術(shù)鄰?fù)瞥龅?“ABAQUS 項目導(dǎo)航定制培訓(xùn)” 課程，從課程設(shè)計、內(nèi)容覆蓋到服務(wù)模式，全方位匹配結(jié)構(gòu)仿真工程師 “補(bǔ)流體基礎(chǔ) + 學(xué)流固耦合 + 重操作與理論” 的核心需求，是針對性極強(qiáng)的學(xué)習(xí)選擇。
二、流體基礎(chǔ)補(bǔ)充：從理論到認(rèn)知銜接
考慮到你以結(jié)構(gòu)仿真為背景，流體基礎(chǔ)相對薄弱，技術(shù)鄰課程在理論教學(xué)環(huán)節(jié)專門設(shè)計了 “流體基礎(chǔ) - 流固耦合理論 - 工程應(yīng)用” 的遞進(jìn)式內(nèi)容體系，幫你平穩(wěn)過渡：
1. 流體基礎(chǔ)理論鋪墊：課程并非直接深入復(fù)雜的流體力學(xué)公式推導(dǎo)，而是從流固耦合分析必需的基礎(chǔ)概念入手，結(jié)合結(jié)構(gòu)工程師熟悉的力學(xué)邏輯，講解流體的粘性、壓縮性、壓力傳遞特性，以及流場與結(jié)構(gòu)場交互的基本原理（如作用力與反作用力在耦合界面的傳遞規(guī)律）。例如，通過對比固體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，類比講解流體的壓力 - 速度關(guān)系，幫你快速建立流體力學(xué)的核心認(rèn)知，為后續(xù)耦合分析打下基礎(chǔ)。
2.
展開 Abaqus流場（流-固耦合）仿真案例講解
Abaqus流場（流-固耦合）仿真案例講解
【12月4-5日 上海】ANSYS官方培訓(xùn)—電機(jī)多場耦合仿真（電磁、流體、振動、噪聲耦合分析）
電機(jī)多場耦合仿真（電磁、流體、振動、噪聲耦合分析）
培訓(xùn)背景
電機(jī)，特別是現(xiàn)代高效能電機(jī)和新型永磁電機(jī)，作為工業(yè)領(lǐng)域最為重要的電能轉(zhuǎn)換設(shè)備，其直接/間接用電量占到了工業(yè)領(lǐng)域總用電量的近75%，如何在電機(jī)方案設(shè)計前期有效提升產(chǎn)品的效率？如何在保證效率的同時綜合提升電機(jī)的散熱性能指標(biāo)？如何優(yōu)化電機(jī)振動和噪音？如何盡可能的壓縮產(chǎn)品開發(fā)周期、降低產(chǎn)品的開發(fā)成本？上述問題嚴(yán)重制約著電機(jī)研發(fā)、設(shè)計企業(yè)和研究院所的長期穩(wěn)定發(fā)展，以及產(chǎn)品的核心競爭力提升。
為了推進(jìn)中國電機(jī)設(shè)計企業(yè)和院所的產(chǎn)品設(shè)計能力提升、解決電機(jī)設(shè)計工程師在實際設(shè)計中面臨的工程問題；同時，也為了讓廣大電機(jī)設(shè)計工程師更好的使用軟件，普及ANSYS電機(jī)多物理場耦合分析高級功能， ANSYS公司（原廠）特定于12月4日在上海開辦 “電機(jī)多場耦合仿真（電磁、流體、振動、噪聲耦合分析）”專題班，幫助您全面了解ANSYS軟件最新功能與使用技巧，解答您在軟件使用中的疑惑與問題，并將上述軟件的各項功能靈活高效地應(yīng)用于仿真中，解決目前一些研究熱點中的仿真難題，提升高效電機(jī)產(chǎn)品研制和設(shè)計效率。
培訓(xùn)合格者發(fā)放ANSYS技術(shù)培訓(xùn)認(rèn)證證書。
展開 裂隙中的流固耦合仿真方法
今天，來自蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的特邀博主雷清華博士將與我們一起討論一種新的模擬裂隙介質(zhì)中全耦合流體力學(xué)過程的方法。
理解裂隙地質(zhì)介質(zhì)中固體變形與流體流動之間的相互作用，對于解決地球科學(xué)和巖土工程中的許多核心問題，例如地下挖掘、油氣開采、碳封存、地?zé)嵘a(chǎn)和廢物處理，具有重要的意義。本文描述了一種使用COMSOL Multiphysics? 軟件模擬裂隙介質(zhì)中全耦合流體力學(xué)過程的新方法。
為什么使用 COMSOL Multiphysics? 進(jìn)行流體力學(xué)仿真?
一般來說，模擬裂隙介質(zhì)中的耦合流體力學(xué)過程存在兩個主要挑戰(zhàn)。一個是內(nèi)含大量的天然裂隙的地質(zhì)介質(zhì)的不連續(xù)性的表征，這些裂隙普遍存在許多不同的長度尺度，并經(jīng)常主導(dǎo)系統(tǒng)的整體行為（參考文獻(xiàn) 2）。另一個是流體力學(xué)耦合機(jī)理的計算，包括直接耦合（即固體和流體場之間的相互作用）和間接耦合（即巖石/裂隙性質(zhì)的改變）。
在過去的幾年中，科研人員已經(jīng)開發(fā)了大量旨在應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的商業(yè)軟件包和開源研究代碼。然而，其中大多數(shù)必須使用不同的求解器來計算流體和固體方程，因此必須通過額外的處理步驟來實現(xiàn)耦合，既不方便也不高效。此外，大多數(shù)現(xiàn)有代碼無法真正同時表征直接耦合和間接耦合，因此通常必須進(jìn)行假設(shè)或簡化。
展開 血管中血液流固耦合仿真 ￥800
本案例建立了包含血管動脈、血液和心肌在內(nèi)的血管系統(tǒng)模型，基于流-固耦合方法仿真了血液流動過程中，血管動脈和心肌的周期性活動，模擬結(jié)果如圖所示：
未考慮心肌下血管動脈和血液的流固耦合作用
考慮心肌下血管動脈和血液的流固耦合作用
感興趣的朋友可下載模型源文件，歡迎交流
流固耦合水下爆炸仿真
流固耦合水下爆炸仿真
Abaqus管道流場仿真(流-固耦合)案例講解（Part-3）
Abaqus管道流場仿真(流-固耦合)案例講解（Part-3）
水箱注水（無限）流固耦合仿真
本版主要講解往水箱注水的過程， 流固耦合分析，無盡水流遠(yuǎn)遠(yuǎn)不斷注水。
本次水箱注水流固耦合仿真,采用hypermesh軟件作為網(wǎng)格前處理，之后導(dǎo)出K文件在ls-prepost設(shè)置關(guān)鍵字，之后保存提交LS-Dyna求解器求解，再將結(jié)果文件讀入到ls-prepost后處理。
仿真結(jié)果如圖所示：
詳細(xì)的建模和設(shè)置教程以及最后的計算K文件見：
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1197150
XFlow與Abaqus雙向流固耦合仿真 ￥200
免費答疑仿真步驟設(shè)置
Comsol仿真動脈血流流固耦合
</p><p><br></p><p> 本次采用COMSOL建立了血管網(wǎng)絡(luò)的模型并進(jìn)行流-固耦合分析,最后得到了血管工作狀態(tài)下的壓強(qiáng),變形以及血液流動速度分布.血管網(wǎng)絡(luò)模型包含血液,血管和心肌三個組成部分,假定材料呈非線性,并使用超彈性模型,血液的壓強(qiáng)迫使血管壁變形,而同時心肌支撐著血管壁并限制其變形.計算網(wǎng)格采用自由四面體網(wǎng)格,計算時間長度為1秒.完整的分析包含相耦合的兩個不同過程:第一步為瞬態(tài)分析,計算血液中的速度場和壓力分布(時間和空間上可變)的流體動力學(xué)分析;第二步為穩(wěn)態(tài)研究,利用第一步的計算結(jié)果來計算心肌組織和動脈血管變形的機(jī)械分析.計算結(jié)果給出了動脈壁及分支血管壁的位移和應(yīng)力分布,該研究可以評估主動脈中存在一定變形時主動脈衰竭的風(fēng)險.</p><p> </p><p>入口處血流壓力變化： </p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/202104/0576da36823241378555540fca3d4ae8.png" title="QQ圖片20210424082600.png" alt="QQ圖片20210424082600.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202104/0576da36823241378555540fca3d4ae8.png?
展開 水箱注水（無限）流固耦合仿真 ￥350
本版主要講解往水箱注水的過程， 流固耦合分析，無盡水流遠(yuǎn)遠(yuǎn)不斷注水。
本次水箱注水流固耦合仿真,采用hypermesh軟件作為網(wǎng)格前處理，之后導(dǎo)出K文件在ls-prepost設(shè)置關(guān)鍵字，之后保存提交LS-Dyna求解器求解，再將結(jié)果文件讀入到ls-prepost后處理。
仿真結(jié)果如圖所示：
降落傘流固耦合開傘仿真
4結(jié)論
應(yīng)用基于ALE（Arbitrary Langrangian Eulerian）的ESI流固耦合方法，對降落傘的開傘過程進(jìn)行仿真分析，可以取得非常好的效果。
仿真咨詢實戰(zhàn)：熱流固耦合分析
TASK
熱流固耦合分析中包括沸騰模型修正、接觸熱阻 計算和位移的傅立葉分解這三項功能。由于模型中部分區(qū)域發(fā)生了沸騰，非沸騰態(tài)下的換熱公式不再適用于計算沸騰態(tài)下的換熱量，因此需要對模型的換熱系數(shù)進(jìn)行修正；接觸熱阻程序?qū)崿F(xiàn)的功能是根據(jù)接觸面之間的實際接觸面積、接觸表面的材料、接觸面間隙中介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)和接觸面的壓力計算接觸面的接觸熱阻；對于已知的位移結(jié)果，可以在二維坐標(biāo)系下可以將該平面內(nèi)的位移進(jìn)行傅立葉分解，展開成多階傅立葉級數(shù)。
SOLUTION
主要技術(shù)挑戰(zhàn)：
沸騰修正涉及結(jié)構(gòu)模型和流體模型之間網(wǎng)格的插值和數(shù)據(jù)傳遞；
接觸熱阻公式較復(fù)雜，涉及物理量較多；
位移傅立葉分解計算較復(fù)雜；
解決方案：
開發(fā)沸騰修正模板，實現(xiàn)插值和模型修正功能；
開發(fā)接觸熱阻模板，實現(xiàn)熱阻公式的計算；
開發(fā)位移傅立葉分解模板，實現(xiàn)位移的傅立葉分解，并合并各階結(jié)果；
提供豐富的參數(shù)輸入和輸出界面；
結(jié)論：
形成了完整的熱流固耦合分析模板；
模板包括了沸騰修正、接觸熱阻和位移傅立葉分解功能。
Customer Benefit
熱流固耦合分析模板搭建的流程包含了沸騰修正、接觸熱阻和位移傅立葉分解的功能，已經(jīng)直接集成在柴油發(fā)動機(jī)仿真分析模板系統(tǒng)中，成為了柴油機(jī)整體仿真方案的一部分。
本文來自安世亞太微信公號，如果您對耦合分析有需求或感興趣，歡迎聯(lián)系溝通：
400-6600-388
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