ansys計算流固耦合的案例
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 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 ANSYS流固耦合模態分析計算方法
模態分析的單元
在使用ANSYS計算結構在水中的模態時，FIUID29、FIUID30單元分別用來模擬二維和三維流體部分，相應的結構模型則利用PLANE42、SOIID45等單元來構造，其中，PLANE42和SOLID45單元用來構造二維和三維結構模型。采用三維模型，流體選用FIUID30單元，結構則采用SOLID45單元。
FLUID30是流體聲單元，用于模擬流體介質及流固耦合問題。該單元有8個節點，每個節點上有4個自由度，分別是X、Y、Z 3個方向的位移自由度和1個壓力自由度，為各向同性材料。輸入材料屬性時，需要輸入流體的材料密度(作為DENS輸入)，及流體聲速(作為S0NC輸入)，流體粘性產生的損耗效應忽略不計。
SOIID45單元用于構造三維實體結構。單元通過8個節點來定義，每個節點有3個沿著X、Y、Z方向平移的自由度。
在利用ANSYS建模分析時，流場域單元屬性分為2種，由KEYOPT(2)(指定流體和結構分界處結構是否存在)控制，在流固耦合交界面上的單元KEYOPT(2)=0，表示分界面處有結構，其他流體單元KEYOPT(2)=1，表示分界面處無結構。流體一結構分界面應通過面載荷標志出來，指定FSI label(不需數值)可以把分界面處的結構運動和流體壓力耦合起來，分界面標志必須在分界面處的流體單元標出。
模態分析的步驟
1)建立流體單元的實體模型。建立流體模型，首先需要確定流體域的范圍，針對這個問題，假定固體結構周圍只有有限范圍的流體，數值實驗表明，當流體區域足夠大時，這一假定的結果與假定流體為無限邊界流體的結果的誤差應小于1%。一般情況下可以取流體區域的半徑為固體結構半徑(其中矩形截面取其邊長的1／2作為半徑)的5倍以上。
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 
基于Ansys workbench進行發動機風扇非定常流固耦合計算
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4月9-11日 北京 | ANSYS流固熱多物理場耦合計算工程應用方法專題
單向流-熱-固耦合計算流程
雙向流-熱-固耦合計算流程
雙向流-熱-固耦合計算的重啟動
雙向流-熱-固耦合后處理
雙向流-熱-固耦合的收斂控制
案例9：三通管接頭流固熱耦合計算
案例10：汽車排氣歧管流固熱耦合計算
1.
基于Hypermesh前處理與Fluent、Optistruct求解器的流固耦合分析（一）流場計算
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一、概述
隨著計算科學以及數值分析方法的不斷發展，流固耦合或交互作用 （fluid structure coupling 或 fluid structure interaction）研究從 20 世紀 80 年代以來，受到了世界學術界和工業界的廣泛 關注。流固耦合問題是流體力學（Computational Fluid Dynamics，CFD）與固體力學 （Computational Solid Mechanics，CSM）交叉而生成的一門力學分支，同時也是多學科或多物理場研究的一個重要分支，它是研究可變形固體在流場作用下的各種行為以及固體變形對流場影響這二者相互作用的一門科學。了解流固耦合對于許多產品的設計至關重要。如果不考慮流體與固體之間的相互影響，則會導致產品性能被過高或過低估計。
流固耦合一般分為單向耦合與雙向耦合。如果結構變形非常小，并且可以認為結構的變形幾乎不會對流場的各項參數產生影響，或產品本身不允許在流體的作用下發生較大的變形，這種情況下只需要先求解出流體與固體界面上的壓強數據，并將壓強數據傳導到固體的表面進行結構力學計算。然而，如果結構發生大變形，流體的速度和壓力場就會因此發生改變，此時我們需要將其作為雙向耦合問題進行多物理場分析：流體流動和壓力場會影響結構變形，而結構變形又反過來影響流體的流動和壓力。實際工況中選擇進行單向耦合分析還是雙向耦合分析需要根據實際產品及作用工況進行判斷。
本文將執行一個單向流固耦合分析流程，先在Hypermesh前處理器進行流體域的建立和CFD網格劃分，然后導入至Fluent求解器進行流場計算，得到流體與固體界面的壓強信息，隨后將Fluent中計算得到的壓力信息映射至結構網格上，并使用Optistruct求解器進行結構力學分析。
展開 計算雙向流固耦合的時候，懸浮物體的變形計算原理是什么？
比如一快木頭在水中浮上來的過程，或者最后懸浮在水中的時候，周圍沒有類似于固定接觸的邊界條件，請問這種工況下木塊的變形計算原理是什么？有沒有參考的文獻資料，謝謝大家
洗衣機轉動流固耦合計算 ￥20
用自動流固耦合進行計算就可以了。甚至歐拉域都不用刻意去設置，對于ansys2019來說，在快速計算上確實很像有了不少的改進，還有就是對于后處理也進行一些細微的改進，比如可以生出GIF圖，但是基本不能看，其GIF輸出圖容易發生較大的色差?！?em>ansys版本為2019】
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
我的風車轉起來（流固耦合計算）
此算例的目的在于展示ADINA強大的流固耦合（FSI）能力，因此可用于處理類似于風力發電機和螺旋槳轉動流固耦合的計算。
先簡單介紹下模型：結構場為一個三維風車結構（參見下圖），風車的直徑為60mm，厚度10mm，葉片厚度1mm；流場的材料為空氣，來流速度為1m/s，風速驅使風車轉起來，并且越轉越快（因為模型中沒有給風車任何的阻力），計算時間為0.5s，為節省計算成本，模型單元劃分較少，僅1萬多個單元。
先來看看流場（空氣）壓力的動畫，可以看出，開始時刻最大氣壓為最大值，最大氣壓逐漸變小。
沿流場縱向做了一個切片，壓力動畫如下圖所示，可以明顯看出葉片前的壓力為正壓，葉片后的壓力為負壓。
流場速度動畫如下圖所示。
結構場風車的有效應力動畫如下圖所示，能看出風車應力越來越大，最大應力出現在葉片的根部，且風車的轉速也越來越快。
最后給出風車的轉速（角速度）隨時間變化的曲線。
windmill.rar
是同時求解，采用迭代耦合方法，沒有采用直接耦合，直接耦合需要的內存將更大。我的機子是64系統，內存才4G，算了大概2個小時吧，因為步長比較小，千分之一秒。這個例題其實也不是很消耗資源，800兆內存的計算機就可以算了，就是算得慢些而已，模型以后會給出，現在還要調試下。
CAD模型為x_t格式（parasolid）
fc.rar
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雙向流固耦合計算流程圖
雙向流固耦合計算流程圖
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！
基于SiPESC平臺的機翼流固耦合分析計算
研究背景及意義
根據研究，飛行器在飛行過程中由于受到流場的作用會產生變形，并與流場相互影響，需通過流固耦合分析計算結構響應。針對亞音速和超音速情況，美國宇航局(NASA)發布了開源高階面元法軟件PanAir，計算飛行器上各點處的壓強系數。本工作結合自主SiPESC平臺的結構有限元分析模塊和PanAir的流體計算流程對機翼模型進行耦合分析。
氣動載荷的傳遞和節點坐標的更新
對于松耦合類的流固耦合分析算法，如何精確高效的傳遞數據是求解精確的基礎，尤其是在氣動模型與結構模型網格差異很大的情況。
對于SiPESC與PanAir耦合分析，數據的傳遞均是基于SiPESC工程數據庫實現。首先基于氣動網格節點坐標與結構網格節點坐標，利用徑向基函數插值算法將氣動節點壓強轉換為結構節點壓強。
展開 使用nastran進行流固耦合復模態計算
使用nastran進行流固耦合復模態計算
我們大部分時候計算的結構正則模態，但我們經常會遇到如下情況，使用正則模態計算則存在部分誤差。一個是結構存在大阻尼或者存在摩擦時，例如旋轉部件的制動盤等等；一個是結構存在流固耦合問題例如風扇或者的旋轉與流體耦合或者存在空腔例如油箱等密閉空間時可能存在復模態。如果從具體的理論定義上來看，則是一個相位的問題，大家有時間可以去翻翻理論書。
本文介紹使用nastran來進行復模態分析的方法，使用optistruct方法其實也類似，下一篇再介紹使用optistruct來進行計算的方法。
1）首先建立網格及材料，屬性，流體材料使用mat10，流體屬性Psolid中FCTN=Pfluid，CDROM=-1，將流體的每個node點的CD值通過card edit編輯為-1，可參考上一個介紹。
2）建立實模態計算模態頻率計算范圍，使用eigrl進行設置，選擇計算截止為12階的頻率。
3）建立復模態計算模態頻率計算范圍，使用eigc進行定義，計算截止18階。其中method選擇使用clan，norm選擇max。
4）建立load steps工作步，選擇complexeigen(modal)方法，選擇實模態計算method(struct)= eigrl，選擇復模態計算方法cmethod=eigc。
5）建立control cards，選擇sol110；另外選擇常用的參數控制例如param,autospc,yes；選擇param,post,-2輸出Op2文件；設置輸出位移，應變能等等。
6）設置流固耦合的control cards。使用acmodl，在inter選項內選擇ident，代表使用共節點耦合方式。如果選用DIFF，代表使用非共節點方式。
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