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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 5/6 LS-DYNA SALE瞬態流固耦合分析
這一要求只能通過流體和結構之間基于懲罰的耦合進行瞬態分析來滿足。2015年陳皓博士開發的SALE與舊有的ALE理論一樣,但在易用性、泄漏處理、MPP并行、穩定性上做了極大的提升。
本期主要內容
SALE基本理論
最新開發的關鍵字介紹和應用
使用經驗及注意事項
模型案例獲取方式等
目標用戶
關心瞬態流固耦合應用的用戶,如油箱晃動、水上迫降、減速傘、爆炸、輪胎滑水 、鳥撞等。

Altair網絡研討會6/10、6/20顯式非線性專題:沖擊、碰撞和流固耦合
主題:顯式非線性專題:沖擊、碰撞和流固耦合
首播時間:2014-6-10 09:30AM~11:30AM
復播時間:2014-6-20 18:30PM~20:30PM
內容介紹:傳統的流固耦合SPH法存在一定局限性,無法考慮三相耦合,即是空氣、水、機體,RADIOSS中的ALE技術可以考慮迫降過程中的氣動浮力,準確計算出機體的結構變形。
RADIOSS 12.0擁有強大的流固耦合分析功能:
?SPH和ALE建模演示
?兩種仿真結果與試驗值、解析解的對比
?ALE最新的建模方法
本次webinar我們將采用在線培訓的方式一步一步地教大家如何使用RADIOSS進行流固耦合分析。
報名方式:
1,通過網絡注冊報名,注冊地址http://www.altair.com.cn/EventList.aspx?type=Web%20Seminar
2,Email報名,請用中文發送您的中文姓名/單位/部門/職務/聯系電話/郵箱/詳細地址/郵編/行業等相關信息到info@altair.com.cn
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!
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)
預計閱讀時間:6分鐘。
前言
這個案例給出了
“如何對固體容器包圍的流體進行有限元建模
”的一般方
法,并展示容器上不同的載荷條件對內部流體壓力,體積,密度質量等的影響作用。
學習此案例可以擴展到其他案例,例如,在流固耦合問題中對流體壓力,體積,密度質量的監測。在實際工程應用中例如:
汽車發動機氣缸活塞運動內部氣體各項指標的變化、氣罐充氣過程模擬
等。
本技術案例展示了:
輪胎受車輛重力載荷壓縮
輪胎充氣模擬
輪胎與路面接觸模擬滾動
關鍵仿真模擬技術特征:
流體靜力學單元的建立
氣體材料模型建立
加強單元使用(REINF265)
計算結果
輪胎充壓(右)與不充壓(左)變形結果:
輪胎滾動模擬變形結果:
模型建立
為模擬實際情況,輪胎尺寸采用小型轎車尺寸建立幾何模型。
一、輪胎模型建立
采用SOLID186實體單元建立,先建立輪胎2D截面,后通過對軸旋轉成體。
二、輪胎內氣體模型建立
采用HSFLD242流體靜力學單元建立,先選擇輪胎內壁單元,采用EURF命令在輪胎內壁與輪胎中心點之間生成氣體單元。
ESURF, XNODE, Tlab, Shape
!Generates elements overlaid on the free faces of existing selected elements
實際中,輪轂區域不該存在氣體單元,如圖示,因此指定這部分單元為負體積氣體單元,以忽略該部分單元的影響。
三、輪胎內纖維加強模型建立
采用REINF265加強單元建立。
展開 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 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 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 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(oneway coupling 或 unidirectional coupling)和雙向流固耦合分析(twoway coupling 或bidirectional coupling)。
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;
展開 ANSYS流固耦合模態分析計算方法
2)標記流固耦合界面。選取流體單元中流固交界面上的節點,執行FSI命令,標記耦合界面。
3)建立固體結構實體模型。建立固體結構模型,定義單元屬性,采取映射方式進行網格的劃分。
4)施加約束條件。由于流體區域的尺寸是遠大于固體結構的尺寸,故在流場邊界處的單元節點上施加壓力(PRES)一0約束。又因為結構為懸臂結構模型,并認為流體區域在懸臂根部的平面內有邊界,所以固體結構模型底部固結,流場底部定義Z方向約束。
5)選擇求解類型,進行求解。進入SOLUTION求解器,定義分析類型為模態分析,設定提取頻率階數及提取模態的方法。由于非對稱矩陣法(UNSYMMETRIC)主要用于求解模型生成的剛度矩陣、質量矩陣不對稱等問題,故采用非對稱矩陣法(UNSYMMETRIC)進行模態的提取。
6)查看結果。進入后處理器,查看結構模型頻率及振型圖。、
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