ansys入水仿真的案例
【CFD數(shù)值仿真算例】圓球入水數(shù)值仿真
【計(jì)算軟件】Palabos開源軟件
【仿真平臺(tái)】自建高性能并行集群
【算例說(shuō)明】通過(guò)CFD數(shù)值仿真，可得到入水物體的受力、運(yùn)動(dòng)軌跡及流動(dòng)規(guī)律（包括空泡）
【工程應(yīng)用】跳水運(yùn)動(dòng)員數(shù)值仿真、導(dǎo)彈入水數(shù)值仿真、翠鳥抓魚過(guò)程數(shù)值仿真等
【創(chuàng)新貢獻(xiàn)】自動(dòng)化計(jì)算流程+智能化參數(shù)優(yōu)化
【算例文件】請(qǐng)聯(lián)系 18867368123（微信） 或 jianchen122004@126.com
參考文獻(xiàn)：
STAR CCM+案例｜救生艇入水仿真 救生艇模型
（3） 船體和水-氣界面周圍需要更精細(xì)的網(wǎng)格，以捕捉相關(guān)的流動(dòng)細(xì)節(jié)。
”
右鍵選擇模型樹節(jié)點(diǎn)
Geometry > Parts，點(diǎn)擊彈出菜單
New Shape Part → Block創(chuàng)建長(zhǎng)方體
按如下圖所示尺寸創(chuàng)建Block
修改節(jié)點(diǎn)
Geometry > Parts > Block名稱為
Overlap
相同方式創(chuàng)建block，采用下表所示參數(shù)，并修改其名稱為
Water Surface
相同方式創(chuàng)建block，采用下表所示參數(shù)，并修改其名稱為
Boat
創(chuàng)建完畢后的幾何如下圖所示。
展開 基于SPH方法的楔形體入水仿真
1、背景
結(jié)構(gòu)物入水沖擊問(wèn)題具有重要的工程應(yīng)用背景，在船體砰擊、水上迫降、水上飛機(jī)、空投魚雷入水等都屬于這類問(wèn)題，隨著現(xiàn)代軍事和民用航空航海領(lǐng)域的發(fā)展，這類問(wèn)題也得到了越來(lái)越多的關(guān)注。結(jié)構(gòu)物在入水過(guò)程中，會(huì)激起周圍流體介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)；反過(guò)來(lái)，流體介質(zhì)對(duì)結(jié)構(gòu)又施加各種反作用力，特別是在入水沖擊初期瞬態(tài)間過(guò)程中會(huì)遭受巨大的沖擊載荷，可能導(dǎo)致局部結(jié)構(gòu)失效，對(duì)飛機(jī)的設(shè)計(jì)至重要對(duì)于入水沖擊問(wèn)題的研究，主要是在理論研究、試驗(yàn)研究和數(shù)值計(jì)算方法方面，但無(wú)論哪方面的研究上都具有一定難度。最初入水沖擊問(wèn)題主要是針對(duì)入水試驗(yàn)研究，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和有限元技術(shù)的發(fā)展，研究者對(duì)數(shù)值模擬逐漸進(jìn)行了大量的研究工作，并取得了一定的成就，但是由于有限元技術(shù)在網(wǎng)格上的限制，對(duì)入水這種大變形的問(wèn)題進(jìn)行模擬時(shí)，往往會(huì)造成網(wǎng)格畸變，無(wú)法計(jì)算。近幾年來(lái)，無(wú)網(wǎng)格的SPH方法在模擬大變形問(wèn)題的優(yōu)越性而越來(lái)越受到人們的重視。
本文運(yùn)用SPH方法對(duì)楔形體入水的過(guò)程進(jìn)行了模擬。
水和固體一樣，不像氣體那樣具有很好的可壓縮性，所以一般認(rèn)為是不可壓縮的。但是事實(shí)上，理論上不可壓縮的流體實(shí)際上都是可壓縮的，只是變化不明顯。為了描述這種不明顯的可壓縮性，更好的模擬水的狀態(tài)，需要引進(jìn)人工壓縮率。人工壓縮率的引進(jìn)主要是把所有不可壓縮的流體都考慮為實(shí)際上是可壓縮的。因此，可以用模擬可壓縮的狀態(tài)方程去模擬不可壓縮流。在一些有限元軟件中（如Is-dyna），Gruneisen狀態(tài)方程用的比較多，用于模擬水和空氣等可壓縮的流體。
展開 STAR-CCM+入水仿真/運(yùn)動(dòng)建模案例：落入水中的救生艇
模擬從船體初始位置剛好高于水表面開始，相關(guān)屬性設(shè)置如下：
?質(zhì)量：10,000kg
?圍繞穿過(guò)質(zhì)心的軸的慣性矩：16000.0 kg m^2
?初始下降速度：22 m/s
?初始角速度：0 rad/s
?初始傾斜角：35°
2
STAR-CCM+設(shè)置
（1）設(shè)置邊界類型；本案例把流體域分為兩個(gè)域，一個(gè)是救生艇，一個(gè)是背景。為能夠在兩個(gè)區(qū)域之間創(chuàng)建重疊交界面，將重疊網(wǎng)格類型分配給重疊區(qū)域中的至少一個(gè)邊界。此邊界類型應(yīng)用于重疊區(qū)域的所有邊界表面，這些表面嵌入在背景區(qū)域內(nèi)，不是船體的一部分。對(duì)于與背景區(qū)域的邊界共平面（在本例中是對(duì)稱平面）的重疊區(qū)域的邊界，必須為其指定相同的邊界類型。本案例backgroud域邊界設(shè)置類型如下：
Overset流體域邊界設(shè)置條件如下：
設(shè)置完成的結(jié)果如下：
（2）選擇物理模型；在將overset域耦合到backgroud域前，必須先有一個(gè)物理連續(xù)體，并將它同時(shí)指定給兩個(gè)區(qū)域。 可創(chuàng)建物理連續(xù)體，然后激活模擬作用于船體上的力時(shí)所需要的數(shù)個(gè)物理模型。本模擬通過(guò)使用VOF模型，對(duì)同一連續(xù)體內(nèi)的兩種流體（空氣和水）的行為建模。 由于存在處于不同相的兩種流體，所以激活歐拉多相模型，并使用重力模型將兩種流體受到的重力作用納入考慮之中。假定流體是層流，因?yàn)楸窘坛讨恢塾谀M入水和撞擊力。 如果要模擬救生船長(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng)的真實(shí)案例，則需要使用湍流模型。
展開 
STAR-CCM+ & Abaqus 聯(lián)合仿真：圓柱體高速入水雙向流固耦合 ￥700
【全套源文件】STAR-CCM+ & Abaqus 聯(lián)合仿真：圓柱體高速入水雙向流固耦合(FSI)深度解析
【相關(guān)領(lǐng)域】：船舶與海洋工程、兵器科學(xué)、航空航天等跨域問(wèn)題
【軟件版本】：STAR-CCM+ 2406 ABAQUS 202X以上
本人研究方向?yàn)楹Ｑ蠛叫衅骺缬蚨辔锢韴?chǎng)耦合，指導(dǎo)過(guò)多位相關(guān)專業(yè)碩士博士研究生，科研項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)豐富。
1. 算例簡(jiǎn)介
本資源針對(duì)高速入水沖擊這一強(qiáng)非線性流固耦合難題，提供了一套完整的 STAR-CCM+ (CFD) + Abaqus隱式協(xié)同仿真（Co-Simulation）解決方案。
算例成功復(fù)現(xiàn)了圓柱體入水過(guò)程中的空泡演化、入水沖擊載荷突變以及結(jié)構(gòu)體的動(dòng)態(tài)應(yīng)變響應(yīng)，解決了FSI計(jì)算中常見(jiàn)的“網(wǎng)格負(fù)體積”與“耦合面數(shù)據(jù)傳遞發(fā)散”問(wèn)題。
2. 核心技術(shù)亮點(diǎn)
? 雙向耦合機(jī)制 (2-Way FSI)：實(shí)現(xiàn)流體壓力場(chǎng)與固體位移場(chǎng)的實(shí)時(shí)雙向數(shù)據(jù)交換，非單向弱耦合。
? 動(dòng)態(tài)網(wǎng)格技術(shù)：采用 重疊網(wǎng)格技術(shù)處理圓柱體的高速大位移運(yùn)動(dòng)，有效避免動(dòng)網(wǎng)格重構(gòu)導(dǎo)致的質(zhì)量下降。
? 精準(zhǔn)空泡捕捉：VOF 多相流模型配合空化模型，清晰捕捉空泡壁面分離、擴(kuò)張及表面閉合現(xiàn)象。
? 收斂性優(yōu)化：針對(duì)高速?zèng)_擊工況，優(yōu)化了耦合時(shí)間步與內(nèi)迭代策略，確保計(jì)算穩(wěn)定。
3. 資源包清單（所見(jiàn)即所得）
CFD 模型 (.sim)：STAR-CCM+ 原文件，包含完整的網(wǎng)格劃分、VOF設(shè)置、重疊網(wǎng)格及協(xié)同仿真接口設(shè)置。
FEA 模型 (.inp)：Abaqus 輸入文件，包含材料屬性、網(wǎng)格、分析步及 Co-simulation定義。
技術(shù)說(shuō)明文檔 (PDF) 。
4. 適合人群
正在被流固耦合“負(fù)體積報(bào)錯(cuò)、不收斂”折磨的碩士和博士研究生。
需要做入水、出水航行體結(jié)構(gòu)響應(yīng)的研究人員。
附注： 本算例模型已調(diào)通。
展開 dyna做楔形體入水的仿真，為什么固體單元有這么大的穿透
dyna做楔形體入水的仿真，為什么固體單元有這么大的穿透
