ansys流固耦合仿真的案例
ansys流固耦合分析與工程實(shí)例 附ANSYS流固耦合分析與工程實(shí)例下載
ANSYS流固耦合簡(jiǎn)介
ANSYS 很早便開始進(jìn)行流固耦合的研究和應(yīng)用， 目前 ANSYS 中的流固耦合分析算法和功能已相當(dāng)成熟，可以通過或者不通過第三方軟件(如 MPCCI)實(shí)現(xiàn) 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(yè)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(shù)據(jù)傳遞角度出發(fā)，流固耦合分析還可以分為兩種：?jiǎn)蜗?em>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 【流固耦合數(shù)值仿真算例】風(fēng)機(jī)葉片流固耦合數(shù)值仿真
為了更好地了解風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，提高風(fēng)機(jī)的總體設(shè)計(jì)水平與使用效能，可通過自建高性能并行集群仿真平臺(tái)， 利用OpenFOAM開源軟件進(jìn)行計(jì)算， 考慮流固耦合方式對(duì)風(fēng)機(jī)葉片上的氣動(dòng)載荷進(jìn)行分析。 下圖為數(shù)值模擬結(jié)果。
風(fēng)機(jī)在計(jì)算域中的示意圖
風(fēng)機(jī)在計(jì)算域中的示意圖
風(fēng)機(jī)在簡(jiǎn)化氣動(dòng)力下轉(zhuǎn)動(dòng)效果
流固耦合條件下模擬，可以考慮風(fēng)機(jī)塔架、機(jī)艙的振動(dòng)響應(yīng)。
在此種模擬方法下，可以輸出風(fēng)場(chǎng)縱剖面速度云圖，考慮風(fēng)機(jī)的尾流效應(yīng)。
單風(fēng)機(jī)尾渦效果展示
雙風(fēng)機(jī)尾渦效果展示
葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)中最基礎(chǔ)和最關(guān)鍵的部件，其良好的設(shè)計(jì)，可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行的決定因素。考慮流固耦合方式對(duì)風(fēng)機(jī)葉片上的氣動(dòng)載荷進(jìn)行分析，可以為風(fēng)機(jī)的總體設(shè)計(jì)提供一個(gè)較為全面的建議及分析方法。
展開 XFlow與Abaqus的雙向流固耦合仿真須知XFlow與Abaqus的雙向流固耦合仿真須知
1）Abaqus 和XFlow 的協(xié)同仿真屬于FSI 仿真類型，即流固耦合仿真；
2）XFlow 必須在Labs 模式下運(yùn)行，激活Labs 模式的路徑是：Main menu > Options > Preferences > Application mode> Labs；
3）建議使用Abaqus 2018 及以上版本；
4）Abaqus的協(xié)同仿真服務(wù)功能必須提前安裝好；
5）如果Abaqus的協(xié)同仿真服務(wù)沒有安裝，那么請(qǐng)按以下方式進(jìn)行安裝：假設(shè)版本是Abaqus 2018， ?》》 首先使用X64命令行運(yùn)行：abq2018 extractCseApi ?》》 然后把CSS服務(wù)二進(jìn)制文件夾寫入系統(tǒng)path變量： X:\xxxxxx\Dassault Systemes\SimulationServices\V6R2018x\win_b64\code\bin， 其中X:\xxxxxx是相應(yīng)的安裝盤符和文件夾。
6）如果版本是2019不用安裝5)中的步驟，但也需要建立上述環(huán)境變量。
7）協(xié)同仿真時(shí)，數(shù)據(jù)是雙向交互式進(jìn)行傳遞的，Abaqus傳輸位移和速度信息給XFlow，XFlow傳輸載荷信息給Abaqus，仿真時(shí)的所有模型參數(shù)建議使用SI單位制。
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(jì)算是很方便的。
在ANSYS中，進(jìn)行流體計(jì)算的軟件主要是FLUENT與CFX，而參與固體力學(xué)計(jì)算的模塊主要是APDL（俗稱的經(jīng)典模塊）與Mechanical。這四款軟件的中流體計(jì)算模塊與固體計(jì)算模塊的相互組合，即可構(gòu)成流固耦合計(jì)算方案。由于本人對(duì)于APDL的耦合計(jì)算應(yīng)用較少，因此本次不打算討論APDL在流固耦合上的應(yīng)用。
前面提到，流固耦合計(jì)算可分為單向耦合與雙向耦合，利用CFX或FLUENT與Mechanical的聯(lián)合仿真，可以實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)雙向耦合計(jì)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(fā)送數(shù)據(jù)信息，另一方并不反回?cái)?shù)據(jù)。分為兩種情況：
（1）流體求解器向固體求解器發(fā)送壓力及溫度數(shù)據(jù)。這是最常見的單向耦合計(jì)算。通常用在固體熱應(yīng)力計(jì)算，或計(jì)算流體載荷在固體上產(chǎn)生的應(yīng)力。一般來說這種計(jì)算都是基于固體小變形假設(shè)，也就是說固體的形變對(duì)流場(chǎng)產(chǎn)生的影響可以忽略。
（2）固體變形對(duì)流場(chǎng)的影響。這種情況在實(shí)際計(jì)算過程中很少應(yīng)用到，因?yàn)榱黧w計(jì)算中的動(dòng)網(wǎng)格功能完全可以滿足要求。
2、雙向耦合
雙向耦合應(yīng)用于流體作用于固體變形耦合強(qiáng)烈的領(lǐng)域。通常需要考慮到固體變形對(duì)流場(chǎng)的影響。分為兩種情況：
（1）擾動(dòng)由流體引起。即流體流動(dòng)導(dǎo)致固體變形，固體變形引起流場(chǎng)的擾動(dòng)。如渦激振動(dòng)就是一種典型情況。
（2）擾動(dòng)由固體引起。固體變形引起流體流場(chǎng)擾動(dòng)，之后流體流場(chǎng)反作用與固體變形，研究其相互作用。
這兩種情況在實(shí)際應(yīng)用中都會(huì)經(jīng)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(shí)例下載
流固耦合（Fluid-solid interaction，F(xiàn)SI）計(jì)算，通常用于考慮流體與固體間存在強(qiáng)烈的相互作用時(shí)，對(duì)流體流場(chǎng)與固體應(yīng)力應(yīng)變的考察。FSI計(jì)算按數(shù)據(jù)傳遞方式可分兩類：?jiǎn)蜗?em>耦合與雙向耦合。所謂單向耦合，主要是指數(shù)據(jù)只從流體計(jì)算傳遞壓力到固體，或者只從固體計(jì)算傳遞網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位移到流體。雙向耦合則在每一時(shí)刻都同時(shí)向?qū)Ψ桨l(fā)送相應(yīng)的物理量（流體計(jì)算發(fā)送壓力數(shù)據(jù)，固體計(jì)算發(fā)送位移數(shù)據(jù)）。
ANSYS Workbench中可以利用Fluent與DS進(jìn)行單向流固耦合計(jì)算。我們這里來舉一個(gè)最簡(jiǎn)單的單向耦合例子：風(fēng)吹擋板。我們假定擋板位移可忽略不計(jì)，固體變形對(duì)流場(chǎng)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(yīng)力分布。當(dāng)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(guān)系
圖2 進(jìn)入DM建模
2 DM創(chuàng)建模型
進(jìn)入Fluent中的DM進(jìn)行模型創(chuàng)建，如圖2所示。流固耦合計(jì)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(shí)具有流體和固體模型，而且流體計(jì)算中只能有流體模型，固體計(jì)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(dǎo)入，所以我們保留固體與流體模型。
展開 Ansys fluent16.0流固耦合散熱仿真
穩(wěn)態(tài)求解：風(fēng)扇用MRF模型，在cell zone conditions中勾選Frame motion，設(shè)置好旋轉(zhuǎn)中心和轉(zhuǎn)速；
一、流固耦合交界面處理方法：
1、在SCDM中設(shè)置共享拓?fù)洌? 2、打開fluent meshing，軟件自動(dòng)生成contact，每個(gè)接觸重命名為interface，在fluent中會(huì)自動(dòng)生成交界面；
3、把自動(dòng)生成的contact刪除，單獨(dú)命名各個(gè)接觸面為interface，之后在fluent/mesh interfaces中手動(dòng)匹配；
4、將接觸的part進(jìn)行form new part操作，之后就不用進(jìn)行交界面的耦合操作（共節(jié)點(diǎn)）；
二、常見報(bào)錯(cuò)：
1、 does not support overlapping geometry in contact region;
2、 does not support overlapping geometry in named sections;
第一種報(bào)錯(cuò)是因?yàn)橛幸粋€(gè)面被設(shè)置在了多個(gè)接觸對(duì)中，檢查接觸面，刪除重復(fù)接觸面；
第二種報(bào)錯(cuò)是因?yàn)橛幸粋€(gè)面被重復(fù)的命名，檢查named section，刪除重復(fù)命名截面；
展開 Abaqus流場(chǎng)（流-固耦合）仿真案例講解
Abaqus流場(chǎng)（流-固耦合）仿真案例講解
ANSYS流固耦合
利用ANSYS11.0進(jìn)行流固耦合計(jì)算的時(shí)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(shí)
萬分期待您的賜教！
ANSYS基于Biot固結(jié)理論流固耦合及其應(yīng)用
ANSYS基于Biot固結(jié)理論流固耦合及其應(yīng)用
ANSYS基于Biot固結(jié)理論流固耦合模型及應(yīng)用.pdf
ANSYS基于Biot固結(jié)理論流固耦合模型及應(yīng)用.pdf
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
Comsol仿真動(dòng)脈血流流固耦合
</p><p><br></p><p> 本次采用COMSOL建立了血管網(wǎng)絡(luò)的模型并進(jìn)行流-固耦合分析,最后得到了血管工作狀態(tài)下的壓強(qiáng),變形以及血液流動(dòng)速度分布.血管網(wǎng)絡(luò)模型包含血液,血管和心肌三個(gè)組成部分,假定材料呈非線性,并使用超彈性模型,血液的壓強(qiáng)迫使血管壁變形,而同時(shí)心肌支撐著血管壁并限制其變形.計(jì)算網(wǎng)格采用自由四面體網(wǎng)格,計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)度為1秒.完整的分析包含相耦合的兩個(gè)不同過程:第一步為瞬態(tài)分析,計(jì)算血液中的速度場(chǎng)和壓力分布(時(shí)間和空間上可變)的流體動(dòng)力學(xué)分析;第二步為穩(wěn)態(tài)研究,利用第一步的計(jì)算結(jié)果來計(jì)算心肌組織和動(dòng)脈血管變形的機(jī)械分析.計(jì)算結(jié)果給出了動(dòng)脈壁及分支血管壁的位移和應(yīng)力分布,該研究可以評(píng)估主動(dòng)脈中存在一定變形時(shí)主動(dòng)脈衰竭的風(fēng)險(xiǎn).</p><p> </p><p>入口處血流壓力變化： </p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/202104/0576da36823241378555540fca3d4ae8.png" title="QQ圖片20210424082600.png" alt="QQ圖片20210424082600.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202104/0576da36823241378555540fca3d4ae8.png?
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水箱注水（無限）流固耦合仿真 ￥350
本版主要講解往水箱注水的過程， 流固耦合分析，無盡水流遠(yuǎn)遠(yuǎn)不斷注水。
本次水箱注水流固耦合仿真,采用hypermesh軟件作為網(wǎng)格前處理，之后導(dǎo)出K文件在ls-prepost設(shè)置關(guān)鍵字，之后保存提交LS-Dyna求解器求解，再將結(jié)果文件讀入到ls-prepost后處理。
仿真結(jié)果如圖所示：
Abaqus管道流場(chǎng)仿真(流-固耦合)案例講解（Part-3）
Abaqus管道流場(chǎng)仿真(流-固耦合)案例講解（Part-3）
淺析離心壓縮機(jī)設(shè)計(jì)與流固耦合仿真
為了探明葉輪溫度場(chǎng)模型及應(yīng)力場(chǎng)模型，對(duì)于葉輪產(chǎn)生的應(yīng)力破壞，以離心壓縮機(jī)為研究對(duì)象，進(jìn)行基于流固耦合的數(shù)值模擬研究，對(duì)于離心壓縮機(jī)的熱力學(xué)特性和可靠性研究具有重要意義。流固耦合是指在流場(chǎng)作用下變形固體的各種行為以及固體變形對(duì)流場(chǎng)的交互影響。從CAE實(shí)現(xiàn)方式來看，主要有雙向耦合和單向耦合兩種方式，考慮到實(shí)現(xiàn)難度和計(jì)算成本，本文主要介紹基于Simerics-MP+與ANSYS之間的單向耦合過程。即如何利用Simerics-MP+進(jìn)行壓縮機(jī)的熱流場(chǎng)仿真，并結(jié)合有限元分析工具進(jìn)行壓縮機(jī)的流固耦合仿真分析，通過離心壓縮機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)與葉輪流固耦合強(qiáng)度分析，從熱氣動(dòng)分析角度研究葉片失效（斷裂等）因素對(duì)于葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的參考和優(yōu)化指導(dǎo)。
壓縮機(jī)設(shè)計(jì)與流固耦合仿真技術(shù)路線
本技術(shù)方案引入專業(yè)的壓縮機(jī)參數(shù)化設(shè)計(jì)工具CFturbo，壓縮機(jī)熱流場(chǎng)仿真分析工具Simerics-MP+（原PumpLinx），以及有限元分析工具來進(jìn)行壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)仿真優(yōu)化和結(jié)構(gòu)校核模擬。其中CFturbo與Simerics-MP+之間具備設(shè)計(jì)仿真的無縫集成接口，即CFturbo設(shè)計(jì)的方案模型可在CFturbo中直接轉(zhuǎn)換為Simerics-MP+可用的模型，并自動(dòng)啟動(dòng)Simerics-MP+進(jìn)行熱流體計(jì)算，而無需其他的前處理和求解設(shè)置工作。
展開 為什么要進(jìn)行流固耦合仿真
流固耦合 (fluid structure interaction) 研究從20世紀(jì)80 年代以來，受到了世界學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。流固耦合問題是流體力學(xué)與固體力學(xué)交叉而生成的一門力學(xué)分支，同時(shí)也是多學(xué)科或多物理場(chǎng)研究的一個(gè)重要分支，它是研究可變形固體在流場(chǎng)作用下的各種行為以及固體變形對(duì)流場(chǎng)影響這二者相互作用的一門科學(xué)。
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?yàn)橥瑫r(shí)考慮流體和結(jié)構(gòu)特性，流固耦合可以有效節(jié)約分析時(shí)間和成本，同時(shí)保證結(jié)果更接近于物理現(xiàn)象本身的規(guī)律。所以，近年來流固耦合分析在工程設(shè)計(jì)，特別是虛擬設(shè)計(jì)和仿真中的應(yīng)用，越來越廣泛和深入。
虛擬設(shè)計(jì)流程及流固耦合分析
從算法上講，ANSYS CFD、ABAQUS CFD、STAR CCM+等大型通用仿真平臺(tái)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(shù)據(jù)傳遞角度出發(fā)，流固耦合分析還可以分為兩種：?jiǎn)蜗?em>流固耦合分析和雙向流固耦合分析。其中，雙向耦合因?yàn)榍蠼忭樞虻牟煌挚煞譃轫樞蚯蠼夥ê屯瑫r(shí)求解法。
1 單向流固耦合
單向流固耦合分析指耦合交界面處的數(shù)據(jù)傳遞是單向的，一般是指把CFD分析計(jì)算的結(jié)果（如力、溫度和對(duì)流載荷）傳遞給固體結(jié)構(gòu)分析，但是沒有固體結(jié)構(gòu)分析結(jié)果傳遞給流體分析的過程。也就是說，只有流體分析對(duì)結(jié)構(gòu)分析有重大影響，而結(jié)構(gòu)分析的變形等結(jié)果非常小，以至于對(duì)流體分析的影響可以忽略不計(jì)。單向耦合的現(xiàn)象和分析非常普遍，比如熱交換器的熱應(yīng)力分析、閥門在不同開度下的應(yīng)力分析、塔吊在強(qiáng)風(fēng)中的靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析、旋轉(zhuǎn)機(jī)械的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析等都屬于單向耦合分析。
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