ansys流固靜力分析
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys流固靜力分析的視頻教程
【7】合集：超詳講解：ANSYS Workbench雙向流固耦合分析應用（從前處理到后處理）
超詳講解：ANSYS Workbench雙向流固耦合分析應用（從前處理到后處理）
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ansys流固靜力分析的實例教程
ANSYS流固耦合簡介
ANSYS 很早便開始進行流固耦合的研究和應用， 目前 ANSYS 中的流固耦合分析算法和功能已相當成熟，可以通過或者不通過第三方軟件(如 MPCCI)實現 ANSYS Mechanical APDL + CFX、ANSYS Mechanical APDL + FLUENT、ANSYS Mechanical + CFX 的流固耦合分析。
從算法上講，ANSYS(也包括其他大型商業軟件)主要采用分離解法也就是載荷傳遞法求解流固耦合問題。但從數據傳遞角度出發，流固耦合分析還可以分為兩種：單向流固耦合分析(oneway coupling 或 unidirectional coupling)和雙向流固耦合分析(twoway coupling 或bidirectional coupling)。
展開 流固耦合（Fluid-solid interaction，FSI）計算，通常用于考慮流體與固體間存在強烈的相互作用時，對流體流場與固體應力應變的考察。FSI計算按數據傳遞方式可分兩類：單向耦合與雙向耦合。所謂單向耦合，主要是指數據只從流體計算傳遞壓力到固體，或者只從固體計算傳遞網格節點位移到流體。雙向耦合則在每一時刻都同時向對方發送相應的物理量（流體計算發送壓力數據，固體計算發送位移數據）。
ANSYS Workbench中可以利用Fluent與DS進行單向流固耦合計算。我們這里來舉一個最簡單的單向耦合例子：風吹擋板。我們假定擋板位移可忽略不計，固體變形對流場影響可以忽略，所考慮的是流體壓力作用在固體上，固體的應力分布。當然這里的壓力可以換成溫度等其他物理量。
1新建工程
注意是從Fluent →Static Structure。連接圖如1所示。
圖1 工程關系
圖2 進入DM建模
2 DM創建模型
進入Fluent中的DM進行模型創建，如圖2所示。流固耦合計算中的幾何模型與單純的流體模型或固體模型不同，它要求同時具有流體和固體模型，而且流體計算中只能有流體模型，固體計算中只能有固體模型。建好后的模型如圖3，4，5所示。由于固體模型需要從這里導入，所以我們保留固體與流體模型。
展開 顯示等效應力
應力動畫：
結語：由于網格差異，本命令流與視頻中的求解結果有細微差別，讀者重在熟悉了解建模分析過程。
ANSYS流固耦合分析與工程
本文介紹簡易桁架橋的靜力學分析，適合入門進階用戶熟悉ANSYS軟件GUI操作，學習APDL命令流，掌握桁架類結構建模方法，以及梁單元和殼單元的基本應用。
桁架橋的結構如下圖所示，包括了端部斜拉桿，上下弦，橫向連接梁，橋面等部分。端部斜拉桿，上下弦，橫向連接梁采用beam188梁單元，橋面采用SHELL181殼單元。
左右兩端添加有位移約束，中間加載有集中力，另外還考慮重力作用。
最后求解結構變形圖，總位移云圖，節點矢量位移圖，內力圖等。
建模分析過程GUI操作演示視頻
視頻來源網絡出處不明。該視頻重在演示軟件操作過程，結果與下面整理的命令流文件結果有些許差異，不必糾結，重在了解分析求解過程。
命令流：
/COM, Structural
/TITLE,Truss Bridge Static Analysis
/FILNAME,Girder,1
/PREP7
ET,1,BEAM188 !定義188號梁單元
ET,2,SHELL181 !定義181號殼單元
KEYOPT,1,3,3 !Cubic Form
KEYOPT,2,3,2 !Full W/incompatible
MP,EX,1,2.1E11
MP,PRXY,1,0.3
MP,DENS,1,7850 !定義鋼結構材料
MP,EX,2,3.5E10
MP,PRXY,2,0.1667
MP,DENS,2,2500 !
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本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習三通管道的三維模型處理
2、學習三通管道流固熱耦合分析步的建立
3、學習三通管道流固熱耦合分析的載荷施加
4、學習三通管道流固熱耦合載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 三通管道流固熱耦合分析
ANSYS 流固耦合分析的基本步驟
ANSYS在原有Mechanical
概念介紹
流固耦合問題是流體力學(Computational Fluid Dynamics，CFD)與固體力學 (Computational
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模態分析主要目的是為測得結構的固有頻率、周期和振型，每一階模態都有特定的固有頻率、阻尼比和模態振型。通過模態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。--引自《百度百科》
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混凝土重力壩材料參數如下
彈性模量E=30GPa
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
在飛行器推進家族中，螺旋槳推進系統是一大分支，例如AG600和C-130運輸機使用螺旋槳作為動力裝置。而隨著飛行器設計要求的不斷提高，特別是在輕量化設計中，需盡量減輕飛行器自重，增加有效載荷。因此目前多使用質量小的復材或輕質合金作為螺旋槳制造原料。隨之而來的問題是，這種新型材料的剛度較低，高速轉動時產生的變形會影響螺旋槳的推進效果，因此有必要考慮輕質螺旋槳的流固耦合效應。基于以上，本文以Ansys
流固耦合力學的重要特征是兩相介質之間的相互作用，變形固體在流體載荷作用下會產生變形或運動。變形或運動又反過來影響流體運動，從而改變流體載荷的分布和大小，正是這種相互作用將在不同條件下產生形形色色的流固耦合現象。
攪拌混合是一種常規的單元操作，具有廣泛的應用背景，攪拌可以使物料混合均勻，使氣體在液相中很好的分散，使固體粒子（如催化劑）在液相中均勻的懸浮，使不相溶的一物質與另一物質充分融合
本文介紹簡易桁架橋的靜力學分析，適合入門進階用戶熟悉ANSYS軟件GUI操作，學習APDL命令流，掌握桁架類結構建模方法，以及梁單元和殼單元的基本應用。
桁架橋的結構如下圖所示，包括了端部斜拉桿，上下弦，橫向連接梁，橋面等部分。端部斜拉桿，上下弦，橫向連接梁采用beam188梁單元，橋面采用SHELL181殼單元。
左右兩端添加有位移約束，中間加載有集中力，另外還考慮重力作用。
本文介紹聯軸體的建模以及靜力學分析，適合初級入門用戶熟悉ANSYS軟件GUI操作，學習APDL命令流。
本實例求解聯軸體在工作時的應力和形變。聯軸體結構如下圖所示。
聯軸體的底面四周的邊線不能上下移動（Z方向0位移約束），底面的兩個圓其邊線上約束所有自由度。
在小軸孔的軸臺和小軸孔圓周上加載壓力1e6Pa，在大軸孔的軸臺和鍵槽一側分別加載有壓力1e7Pa和1e5Pa。
最后求其變形和應力情況并查看應力動畫
