ansys流固耦合隧道的案例
ansys流固耦合分析與工程實例 附ANSYS流固耦合分析與工程實例下載
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 淺談流固耦合<2>：ANSYS中的流固耦合
在ANSYS軟件中使用流固耦合計算是很方便的。
在ANSYS中，進行流體計算的軟件主要是FLUENT與CFX，而參與固體力學計算的模塊主要是APDL（俗稱的經典模塊）與Mechanical。這四款軟件的中流體計算模塊與固體計算模塊的相互組合，即可構成流固耦合計算方案。由于本人對于APDL的耦合計算應用較少，因此本次不打算討論APDL在流固耦合上的應用。
前面提到，流固耦合計算可分為單向耦合與雙向耦合，利用CFX或FLUENT與Mechanical的聯合仿真，可以實現單向耦合和雙向耦合。（需要注意的是：14.0之后的版本中才允許FLUENT通過System Coupling模塊與Mechanical實現雙向耦合計算，在之前的版本中FLUENT只能做單向耦合）。
1、單向耦合
單向耦合指的是只有一方求解器向另一方發送數據信息，另一方并不反回數據。分為兩種情況：
（1）流體求解器向固體求解器發送壓力及溫度數據。這是最常見的單向耦合計算。通常用在固體熱應力計算，或計算流體載荷在固體上產生的應力。一般來說這種計算都是基于固體小變形假設，也就是說固體的形變對流場產生的影響可以忽略。
（2）固體變形對流場的影響。這種情況在實際計算過程中很少應用到，因為流體計算中的動網格功能完全可以滿足要求。
2、雙向耦合
雙向耦合應用于流體作用于固體變形耦合強烈的領域。通常需要考慮到固體變形對流場的影響。分為兩種情況：
（1）擾動由流體引起。即流體流動導致固體變形，固體變形引起流場的擾動。如渦激振動就是一種典型情況。
（2）擾動由固體引起。固體變形引起流體流場擾動，之后流體流場反作用與固體變形，研究其相互作用。
這兩種情況在實際應用中都會經常遇到。
OK，下面談一下如何在ANSYS中解決這幾類耦合問題。
展開 ANSYS Workbench單向流固耦合案例 附ANSYS流固耦合分析與工程實例下載
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 隧道開挖流固耦合分析案例分享
在數值分析中，要實現流固耦合或者多場耦合比常規分析稍微復雜一點，需要掌握滲流的一系列理論知識。下面分享一個midas GTS NX隧道流固耦合的簡單例子。
無論是滲流分析還是動力分析，前面的幾何及網格操作都是一樣的，這里不再贅述，可以觀看該賬號發布的其他視頻或者文章。在做流固耦合之前，需要把相關參數弄清楚，比如滲透系數，飽和容重，如果要考慮土體非飽和特性，還要加上非飽和特性函數。
流場或者動力分析與靜力分析不同的在于邊界與荷載的不同。根據實際施工情況、施工步驟，隧道埋深情況，水源補給條件等確定好模型的流場邊界，并在MIDAS GTS NX中建立好應力-滲流-邊坡的施工階段組，具體施工階段為：
當前隧道開挖工況為盾構施工，具體施工階段比較復雜，這里只列舉簡單應力施工階段。最后得到的結果的位移圖，總水頭，壓力水頭，流勢線圖分別如圖所示。并可以根據土力學原理或者軟件自動計算出流量大小。
展開 
基于流固耦合的隧道定向爆破周邊孔仿真分析
基于流固耦合的隧道定向爆破周邊孔仿真分析
1背景及意義
巖石爆破技術廣泛應用于邊坡開挖、隧道掘進和礦產開采等領域，如何有效進行爆破，減少巖石損傷，降低成本，達到理想效果，是目前迫切需要解決的問題。利用LS-DYNA軟件對隧道掘進周邊孔定向爆破裂紋貫通機理進行數值仿真，對于揭示爆破破巖機理、提高隧道光面爆破效果、推動科技創新應用具有重要實際意義。
2有限元模型的建立
2.1模型描述
周邊孔布置聚能藥包，炮孔直徑為80mm，聚能管為pvc材料。炮孔布置及聚能藥包如圖1、2所示。
圖1 周邊孔布置圖
圖2 聚能藥包示意圖
2.2建模分析
巖石，炸藥，pvc管，空氣都采用solid164實體單元，單層網格建模。炸藥、空氣、pvc管采用ALE算法，巖石采用lagrange算法。巖石與炸藥、空氣、pvc管之間的相互作用采用流固耦合的方法，通過*constrained_lagrange_in_solid來實現。
3結果分析
巖石應力云圖及周邊孔裂紋開展如下圖所示。
圖3 應力云圖
圖4 裂紋開展
展開 基于流固耦合的水底隧道仰拱受力分析與優化
本文以廈門東通道海底隧道為工程背景,采用三維有限差分軟件FLAC3D進行流固耦合分析,研究仰拱曲率半徑及仰拱部位的防排水措施對圍巖位移及襯砌結構受力的影響,優化水底隧道斷面形式,以指導大型跨江海的水底隧道的設計和施工。
基于流固耦合的水底隧道仰拱受力分析與優化.pdf
流固耦合方法進行隧道爆破開挖，怎么實現添加初始地應力？
在進行動態松弛方法模擬地應力時，為什么每次獲取動態松弛文件進行顯式計算都無法正常計算，實現這一操作的規范步驟是怎樣的，有無大佬指導一下，痛苦死了。
基于流固耦合的水底隧道仰拱受力分析與優化
目前,國內外學者對用于鐵路和公路交通的山嶺隧道斷面形式做了不少研究,并得出一些有價值的結論。但是,研究結論應用于水底隧道是否同樣能滿足襯砌結構受力合理的要求,是值得研究的問題。礦山法修建大斷面鐵路和公路水底隧道,其斷面形式主要采用馬蹄形斷面,并設置仰拱來控制圍巖位移及改善襯砌結構受力。本文以廈門東通道海底隧道為工程背景,采用三維有限差分軟件FLAC3D進行流固耦合分析,研究仰拱曲率半徑及仰拱部位的防排水措施對圍巖位移及襯砌結構受力的影響,優化水底隧道斷面形式,以指導大型跨江海的水底隧道的設計和施工
基于流固耦合的水底隧道仰拱受力分析與優化.pdf
展開 ANSYS流固耦合
利用ANSYS11.0進行流固耦合計算的時候
是不是需要在ANSYS中建立固體模型
在workbench中建立流體模型啊？
小弟初步接觸這方面知識
萬分期待您的賜教！
ANSYS 流固耦合操作視頻
/COM -------------------------------------------------------------
*status,uxmx
finish
ANSYS 流固耦合操作視頻4.rar
ANSYS 流固耦合操作視頻1.rar
ANSYS 流固耦合操作視頻2.rar
ANSYS 流固耦合操作視頻3.rar
ANSYS基于Biot固結理論流固耦合及其應用
ANSYS基于Biot固結理論流固耦合及其應用
ANSYS基于Biot固結理論流固耦合模型及應用.pdf
ANSYS基于Biot固結理論流固耦合模型及應用.pdf
流固耦合之ansys和fluent實現方法
A.在ANSYS中:
1.打開ANSYS網格文件
2.輸入命令: ALLSEL,ALL 或 選取你要的網格和節點.
3.輸入命令: CDWRITE,DB,yourfilename,cdb,,,
或:
Menu Paths
Main Menu>Preprocessor>Archive Model>Write
B.在Fluent中:
1. Menu Paths:
File>Import>ANSYS>Input File...
2. 選取 yourfilename.cdb
3. 按 OK.
具體步驟如下：
1)從Fluent輸出CDB
Fluent -> File -> Export … -> ANSYS Input。雖然在這個界面上可以輸出力、壓力和溫度。Multifield solver只支持力和溫度。
我試了一下生成的*.cdb文件，用戶可能要添加一些信息1.在開始的地方加上”et,1,154″定義單元類型；2.在最后加上”sf,all,fsin,1″定義流固界面；3.把原APDL里的solve命令去掉(變成注釋，在前面加”!”)。
2)準備結構模型并存成*.cdb文件
ANSYS -> Preprocessor -> Archive Model -> Write
在建立結構模型時，要注意給定流固界面”sf,all,fsin,1″。
3)設定multifield solver
在ANSYS -> Preprocessor -> Multifield Set-up。打開multifield solver (MFAN,ON)。導入前兩步生成的*.cdb(MFIMPORT命令)。設定物理場順序(MFOR,1,2)。設定外部求解器，Fluent生成的*.cdb來自外部求解器(MFEX,1)。
展開 有關ANSYS流固耦合的實例
我收集的一些ANSYS流固耦合的資料，與大家共勉。
ANSYS流固耦合分析與工程
ANSYS流固耦合分析與工程
基于ANSYS Workbench流-熱-固多場耦合算法演繹
迭代耦合
迭代耦合，主要通過兩個不同的求解器完成不同場的變量求解，然后通過一個數據映射模塊，再考慮場之間耦合的一種方法。該方法適用于流-固耦合計算，流-熱耦合計算。該種方法，流體的求解主要通過Fluent完成，結構的求解可以使用結構模塊或結構熱模塊，由用戶的需求確定。場之間的數據交換模塊稱為系統耦合器，如圖3所示。
圖3 基于系統耦合器的迭代耦合計算
圖4和5分別給出了基于系統耦合器的流固和流熱耦合計算分析系統。流固耦合計算中，主要通過系統耦合器交換流體壓力與結構變形數據，流熱耦合計算中，主要基于對流換熱計算公式進行數據交換。
圖4 基于系統耦合器的流固耦合計算
圖5 基于系統耦合器的流熱耦合計算
如圖6所示，給出了迭代計算過程中場之間的數據映射無誤差曲線，默認的數據映射殘差為1%。
圖6 迭代計算過程中場之間的數據映射誤差曲線
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