ansys流固耦合振動的案例
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 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 Optistruct "附連水質量"流固耦合的振動模態分析
虛質量法(或附連水質量)：
大型商用的虛質量分析方法大概是在1970年代在計算油箱等流固耦合部件的高頻響應時提出的。
?濕表面和干表面：
?濕表面(wetted surface)：結構和液體相接觸的表面
?干表面(dry surface)：結構不與液體接觸的表面
?虛質量法主要用來考慮水動力效應(hydrodynamic effects)對結構響應的影響：液體會在濕表面產生附加質量，因此會對結構振動有影響。
?因此可以認為，虛質量法只考慮流體質量對結構的影響。需要了解的是，該質量不是流體的實際質量，而是等效附加質量，因此稱為“虛質量”，或者“附連水質量”。
?此外，既然是“虛”質量，則該方法不需要對流體區域劃分流體網格，簡化了前處理。
虛質量法的應用領域：
虛質量法的基本假設：
?流體無粘、無旋
?流體不可壓縮
?同一流域具有統一的密度，同一流域不能具有兩種或以上非溶性液體
?有界流體(內部流體)必須具有流體自由面
?封閉的內部流體，需要考慮壓力波的影響。虛質量法不考慮壓力波影響。
?無界流體(外部流體)可以有自由面、可以沒有
?自由面零壓強假設
?虛質量法具有自由液體面時，自有液體面上的壓強假設為零
?不考慮重力
?不考慮晃蕩、流體表面波、湍流、渦旋等
?即假設晃蕩的頻率低于結構的基頻
?不考慮非線性效應、氣彈效應
虛質量法流固耦合示意圖：
與聲場分析的區別：
單流域案例：
單流域案例前十階頻率：
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展開 
基于流固耦合的旋葉式壓縮機排氣閥片振動噪聲預估與試驗
摘要：為揭示旋葉式壓縮機排氣閥片振動特性，建立閥片單質點模型。①研究排氣工況、幾何參數與閥片振動位移的關系，得到升程限制器改進結構；而后，建立改進閥片排氣結構流固耦合模型，研究閥片流動特性；②基于流場湍流參數建立排氣閥片寬頻噪聲模型，研究改進閥片噪聲分布規律，借助旋葉式壓縮機噪聲實驗臺，對改進前后壓縮機整機噪聲進行測試。研究表明：改進閥片參數，有效提高了平貼時間，降低了閥片振動速度峰值；閥片工作中消氣槽流場處存在負壓區域，閥片關閉時排氣孔處流場存在回流現象；排氣結構氣動噪聲源主要集中在閥片與閥座發生撞擊的表面和消氣槽附近；改進后壓縮機部分頻域段降噪明顯降低，后部場點噪聲幅值降低最大達6%。
1 旋葉式壓縮機排氣閥片運動規律
1.1 排氣結構工作原理
某圓弧-簡諧曲線組合型旋葉式壓縮機的基本結構，如圖1(a)所示。該壓縮機為雙工作腔旋葉式壓縮機，它是由轉子、缸體、葉片、前后端蓋、排氣閥片、升程限制器等組成。隨著轉子的旋轉，轉子槽內的葉片由于離心力的作用與氣缸內表面相貼，將缸體分成五個基元腔。其中轉子每旋轉一周，每個基元腔完成兩次工作過程，由排氣閥片、升程限制器等組成的排氣結構完成兩次排氣。某汽車空調旋葉式壓縮機排氣結構示意圖，如圖1(b)所示。該排氣閥片為雙簧 片式舌簧閥，升程限制器結構為單曲率直線型，即一段直線和一段圓弧組成。
圖1 排氣結構
Fig.1 Exhaust structure diagram
(1) 吸氣階段：旋葉式壓縮機并未設置吸氣閥片，工作時缸體與進氣口相通，腔內壓力恒定為吸氣壓力ps，當基元容積達到最大時，吸氣終止。
展開 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
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！
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
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
汽車充氣輪胎的路面滾動模擬(流固耦合)（附ANSYS命令流&模型文件）
歡迎關注微信公眾號，完整命令流&模型文件后臺私信留言郵箱獲取！
ANSYS Workbench 單項流固耦合解析
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。
流固耦合問題可以理解為既涉及固體求解又涉及流體求解， 而兩者又都不能被忽略的模擬
問題。因為同時考慮流體和結構特性，流固耦合可以有效節約分析時間和成本，同時保證結果更接近于物理現象本身的規律。 所以， 近年來流固耦合分析在工程設計特別是虛擬設計和仿真中的應用越來越廣泛和深入。
立柱在風載下大變形
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（one way coupling 或 uni directional coupling）和雙向流固耦合分析（two way coupling 或bi directional coupling）。
展開 ANSYS 流固耦合分析的基本步驟
ANSYS 流固耦合分析的基本步驟
ANSYS在原有Mechanical APDL(也叫ANSYS Classical)的基礎上，相繼合并開發了ANSYS Workbench CFX和ANSYS CFX,從12.0版本開始又合并集成了另一款著名的計算流體力學軟件FLUENT。通過堅持不懈的努力，ANSYS流固耦合分析從單向到雙向、從簡單二維模型到復雜三維模型、從小變形分析到基于動網格或網格重構的大變形分析，功能不斷增加，分析能力大幅加強、分析結果日益精確。
同時，由于集成了多個產品，流固耦合的分析使用方法也變得多種多樣，比如可以通過Mechanical APDL Product Launcher設置基于MFX的雙向耦合分析，可以通過Mechanical APDL本身設置與CFX或FLUENT的單向耦合分析，可以通過ANSYS Workbench設置與CFX和FLUENT的單向耦合分析，通過ANSYS Workbench平臺設置ANSYS和CFX的雙向耦合分析，
到13.0版本雖然還不支持ANSYS與FLUENT的雙向耦合分析，但是通過第三方軟件MPCCI也可以輕松實現雙向耦合分析，具體的可行性設置方式如表1所示。
展開 FLUENT動網格案例之十六：基于Fluent重生成算法的懸臂梁振動的雙向流固耦合仿真分析 ￥499
基于Fluent重生成算法的懸臂梁振動的雙向流固耦合仿真分析
流體介質中懸臂梁的振動是很多流固耦合問題的抽象模型，類似于ANSYS流固耦合驗證算例，FLUENT動網格案例之十五：基于FLUENT網格重生成算法的薄膜流固耦合仿真，本算例將懸臂梁振動方向垂直于流體流動方向，不同于前面算例，流動方向平行于振動方向。更特殊的是，本算例中懸臂梁的振動是由流體力驅動的，也就是所謂的雙向流固耦合分析。流體力驅動懸臂梁運動，而懸臂梁的振動又反過來影響流場參數導致流體力周期變化。
網格模型如圖所示
速度入口邊界條件為profile定義
仿真計算結果如下圖所示
UDF片段
動網格運動文件列表
展開 Ansys fluent16.0流固耦合散熱仿真
穩態求解：風扇用MRF模型，在cell zone conditions中勾選Frame motion，設置好旋轉中心和轉速；
一、流固耦合交界面處理方法：
1、在SCDM中設置共享拓撲；
2、打開fluent meshing，軟件自動生成contact，每個接觸重命名為interface，在fluent中會自動生成交界面；
3、把自動生成的contact刪除，單獨命名各個接觸面為interface，之后在fluent/mesh interfaces中手動匹配；
4、將接觸的part進行form new part操作，之后就不用進行交界面的耦合操作（共節點）；
二、常見報錯：
1、 does not support overlapping geometry in contact region;
2、 does not support overlapping geometry in named sections;
第一種報錯是因為有一個面被設置在了多個接觸對中，檢查接觸面，刪除重復接觸面；
第二種報錯是因為有一個面被重復的命名，檢查named section，刪除重復命名截面；
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