ansys流固耦合跑不動(dòng)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(kāi)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(guò)或者不通過(guò)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(wèn)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(kāi) 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(guò)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(jiàn)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(lái)說(shuō)這種計(jì)算都是基于固體小變形假設(shè)，也就是說(shuō)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(guò)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(wèn)題。
展開(kāi) 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(lái)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(kāi) COMSOL動(dòng)網(wǎng)格求解流固耦合問(wèn)題
COMSOL動(dòng)網(wǎng)格求解流固耦合問(wèn)題
FLUENT動(dòng)網(wǎng)格案例之十七：基于Fluent19的單向流固耦合仿真計(jì)算 ￥9
基于Fluent19的單向流固耦合仿真計(jì)算
在FLUENT動(dòng)網(wǎng)格案例之十六：基于Fluent重生成算法的懸臂梁振動(dòng)的雙向流固耦合仿真分析中，使用udf求解流固耦合系統(tǒng)中固體區(qū)域運(yùn)動(dòng)控制方程，并將計(jì)算得到的邊界運(yùn)動(dòng)位移以動(dòng)網(wǎng)格形式更新流場(chǎng)的邊界條件，從而實(shí)現(xiàn)雙向流固耦合仿真。其實(shí)，在最新的Fluent19中，線彈性求解模塊已經(jīng)是內(nèi)嵌模塊，建立并求解流固耦合問(wèn)題可以更加方便，只要定義固體材料區(qū)域及其邊界條件，按照正常的CFD仿真流程就能同時(shí)獲得結(jié)構(gòu)最終位移和流場(chǎng)壓力及速度分布。
固體區(qū)域設(shè)置
流固耦合界面設(shè)置
仿真計(jì)算結(jié)果
文件列表
展開(kāi) FLUENT動(dòng)網(wǎng)格案例之五：動(dòng)態(tài)鋪層算法實(shí)現(xiàn)閥門瞬態(tài)關(guān)閉的流固耦合動(dòng)態(tài)仿真 ￥99
動(dòng)態(tài)鋪層算法實(shí)現(xiàn)閥門瞬態(tài)關(guān)閉的流固耦合動(dòng)態(tài)仿真
閥門瞬態(tài)關(guān)閉是典型的流固耦合問(wèn)題，三維結(jié)構(gòu)如下圖所示。左側(cè)的質(zhì)量入口，右側(cè)的壓力出口加上周圍的壁面，組成閥門的外部限制區(qū)域，閥體的運(yùn)動(dòng)完全由流體驅(qū)動(dòng)。在這種情況下，閥門的瞬態(tài)關(guān)閉可以簡(jiǎn)化為一種二維軸對(duì)稱幾何結(jié)構(gòu)（見(jiàn)二維示意圖），由于物理上閥門不能完全關(guān)閉，在閥門和閥座之間需要保留一個(gè)小的間隙，恰好動(dòng)網(wǎng)格算法上也要求至少保留一層來(lái)保持拓?fù)潢P(guān)系。
動(dòng)網(wǎng)格
流固耦合UDF算法函數(shù)及數(shù)據(jù)讀寫函數(shù)
仿真計(jì)算結(jié)果
文件列表
FLUENT動(dòng)網(wǎng)格案例之十五：基于FLUENT網(wǎng)格重生成算法的薄膜流固耦合仿真 ￥499
基于FLUENT網(wǎng)格重生成算法的薄膜流固耦合仿真
薄膜變形一直都是ANSYS流固耦合分析的驗(yàn)證算例，不論是雙向耦合還是單向耦合；是基于workbench還是system coupling模塊。其實(shí)，基于FLUENT自帶的網(wǎng)格重生成技術(shù)外加UDF函數(shù)控制，也能實(shí)現(xiàn)薄膜流固耦合仿真的全過(guò)程。
UDF函數(shù)片段
動(dòng)網(wǎng)格變形
文件列表
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(wàn)分期待您的賜教！
FLUENT動(dòng)網(wǎng)格案例之十六：基于Fluent重生成算法的懸臂梁振動(dòng)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(dòng)的雙向流固耦合仿真分析
流體介質(zhì)中懸臂梁的振動(dòng)是很多流固耦合問(wèn)題的抽象模型，類似于ANSYS流固耦合驗(yàn)證算例，F(xiàn)LUENT動(dòng)網(wǎng)格案例之十五：基于FLUENT網(wǎng)格重生成算法的薄膜流固耦合仿真，本算例將懸臂梁振動(dòng)方向垂直于流體流動(dòng)方向，不同于前面算例，流動(dòng)方向平行于振動(dòng)方向。更特殊的是，本算例中懸臂梁的振動(dòng)是由流體力驅(qū)動(dòng)的，也就是所謂的雙向流固耦合分析。流體力驅(qū)動(dòng)懸臂梁運(yùn)動(dòng)，而懸臂梁的振動(dòng)又反過(guò)來(lái)影響流場(chǎng)參數(shù)導(dǎo)致流體力周期變化。
網(wǎng)格模型如圖所示
速度入口邊界條件為profile定義
仿真計(jì)算結(jié)果如下圖所示
UDF片段
動(dòng)網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)文件列表
展開(kāi) 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(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
流固耦合之ansys和fluent實(shí)現(xiàn)方法
A.在ANSYS中:
1.打開(kāi)ANSYS網(wǎng)格文件
2.輸入命令: ALLSEL,ALL 或 選取你要的網(wǎng)格和節(jié)點(diǎn).
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(gè)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(kāi)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(zhǔn)備結(jié)構(gòu)模型并存成*.cdb文件
ANSYS -> Preprocessor -> Archive Model -> Write
在建立結(jié)構(gòu)模型時(shí)，要注意給定流固界面”sf,all,fsin,1″。
3)設(shè)定multifield solver
在ANSYS -> Preprocessor -> Multifield Set-up。打開(kāi)multifield solver (MFAN,ON)。導(dǎo)入前兩步生成的*.cdb(MFIMPORT命令)。設(shè)定物理場(chǎng)順序(MFOR,1,2)。設(shè)定外部求解器，F(xiàn)luent生成的*.cdb來(lái)自外部求解器(MFEX,1)。
展開(kāi) 有關(guān)ANSYS流固耦合的實(shí)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(chǎng)耦合算法演繹
目前，隨著對(duì)產(chǎn)品的要求越來(lái)越多，單場(chǎng)載荷作用的響應(yīng)，已經(jīng)不能滿足工程需求，所以多場(chǎng)耦合計(jì)算是必不可缺的，基于ANSYS Workbench可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)場(chǎng)，流場(chǎng)，溫度場(chǎng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的耦合，具備解決復(fù)雜多場(chǎng)耦合的計(jì)算問(wèn)題能力。本文主要探討基于ANSYS Workbench平臺(tái)的流-熱-固多場(chǎng)耦合的算法。
完全耦合
完全耦合算法，也稱為直接耦合算法。主要使用耦合場(chǎng)單元求解熱-固的耦合計(jì)算，該算法的基本思想是在一個(gè)單元節(jié)點(diǎn)上擁有三個(gè)方向節(jié)點(diǎn)變形+一個(gè)溫度自由度，共四個(gè)自由度，即{UX UY UZ T}，該方法主要解決熱-固強(qiáng)耦合的問(wèn)題，例如摩擦生熱計(jì)算，塑性變形生熱，粘性生熱計(jì)算，這些問(wèn)題中結(jié)構(gòu)的變形與自身的溫度場(chǎng)之間是相互的影響的。如圖給出了SOLID226單元的示意圖，該單元的基本形狀為六面體，當(dāng)然還有三種退化單元形狀，建議在計(jì)算中避免使用退化形狀，因?yàn)橥嘶瘑卧獣?huì)降低求解精度。
圖1 SOLID226單元示意圖
圖2 基于耦合場(chǎng)單元的求解模塊
如圖2所示，給出了熱-固直接耦合的求解模塊，圖2中兩個(gè)模塊分別可以進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的熱-固直接耦合計(jì)算。
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