Fluent 雙向耦合仿真的案例
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 Fluent 內置雙向流固耦合FSI 液艙晃蕩仿真計算（一）
本案例利用Fluent 內置雙向流固耦合FSI對液艙晃蕩仿真展開了計算，提供了一種更為便捷快速的分析方法，對不同楊氏模量的液艙內部構件進行分析，后續可以通過該案例對不同的雙向流固耦合模型展開計算分析。
1 SCDM 設置
1.1 導入幾何
本案例根據相關文獻，建立了對應的液艙幾何模型。H為0.3m，寬度B為0.45 m，液艙靜止自由液面高度h為0.09m(30%H）：柔性構件的厚度b為0.005m,高度hb為0.045m(50%h），柔性構件距液艙左壁x0為0.25 m，液艙的厚度為0.0075m。其中構件底部面命名為wall3，液艙正對部分兩個面為wall-fluid1和2。構件對應的兩個面為wall1和2。構件其余面為int，其余面為wall。
2 Fluent meshing 設置
2.1 網格劃分
根據幾何結構進行對應的網格劃分，交界面與柔性構件處要適當加密。
3 FLUENT 設置
使用fluent內置的雙向流固耦合時不能通過workbench打開fluent！??！
3.1 General設置與網格導入
由于本文考慮了液艙晃蕩，因此必須采用瞬態計算，同時為了更為便捷的進行雙向流固耦合的動網格計算，此處采用重力加速度模擬晃蕩加速度。
3.2 晃蕩加速度設置
位移振幅為0.04m、頻率為0.92Hz。對位移進行多次求導，即可獲得加速度公式，具體公式如下：
詳情可以參考上篇文章Fluent VOF罐體晃動（一）。
3.3 材料設置
由于是對液艙晃蕩問題展開仿真，因此需要采用水和空氣兩種材料，因此需要添加以下材料。
柔性構件則直接選擇默認鋁材料，只需調整楊氏模量即可。
3.4 模型設置
此處需要進一步打開VOF模型。
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的協同仿真服務功能必須提前安裝好；
5）如果Abaqus的協同仿真服務沒有安裝，那么請按以下方式進行安裝：假設版本是Abaqus 2018， ?》》 首先使用X64命令行運行：abq2018 extractCseApi ?》》 然后把CSS服務二進制文件夾寫入系統path變量： X:\xxxxxx\Dassault Systemes\SimulationServices\V6R2018x\win_b64\code\bin， 其中X:\xxxxxx是相應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境變量。
7）協同仿真時，數據是雙向交互式進行傳遞的，Abaqus傳輸位移和速度信息給XFlow，XFlow傳輸載荷信息給Abaqus，仿真時的所有模型參數建議使用SI單位制。
展開 FLUENT/Mechanical流固雙向耦合模擬
本教程演示了如何使用Workbench的System Coupling模塊來實現Fluent和Mechanical之間雙向流固耦合計算。
1 啟動Workbench并建立分析項目
（1）在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動Workbench 19.2，進入ANSYS Workbench 19.2界面。
（2）分別雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Transient Structural，Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）和Component systems→System Coupling選項，即可在項目管理區創建分析項目A（固體），項目B（流體）和項目C（耦合計算），將項目A的幾何數據（A3）傳遞給項目B（B2），將項目A的結果數據（A6）傳遞給項目B（B6），將項目A的計算設置數據（A5）和項目B（B4）的計算設置數據都傳遞給項目C（C2）。
2 設置結構材料
（1）雙擊A2欄Engineering Data項，進入A2：Engineering Data界面，在該界面下進行材料屬性設置。
（2）在Outline of Schematic A2：Engineering Data窗口中，右鍵空白處選擇Engineering Data Sources按鈕，彈出的“ Engineering Data Sources”窗口，單擊鼠標左鍵選擇General Materials，在Outline of General Materials窗口中，選擇Polyethylene單擊右側的“+”號。
展開 
Ansys14.0已經實現Fluent的雙向耦合
才知道anysys14.0已經實現Fluent雙向流固耦合，與CFX所不同的是，它是通過WorkBench平臺下的一個新的模塊System Couple來實現的。
具體操作步驟可以參考幫助文檔，下面給出大概操作說明
附件是兩個動畫，一個網格變形，一個Remeshing
FFF.rar
SYS.rar
ANSYS雙向耦合磁吸結構仿真案例
磁吸結構的設計挑戰
什么是磁吸結構
-使用永磁體之間的磁力進行關閉、密封或定位的結構
-廣泛應用于消費電子、家電、工業及汽車等領域，其中消費電子領域包括但不限于筆記本電腦、平板電腦、手機、磁吸鍵盤、觸控筆、智能保護套等
-典型的磁吸結構應用為：消費電子產品中的定位器、連接器、傳感設備等
磁吸結構設計挑戰
-磁吸閉鎖時，過大的磁力會損壞外殼、連接器等結構
-用戶體驗是重要的設計目標(用戶可以輕易地將物體磁吸合并分離)
-難以對磁鐵間的作用力進行建模，以及確定物體間的沖擊力
ANSYS Motion如何提供助力
-滿足指定應用場景的磁力設計
-在滿足磁力的要求下，減少尺寸和降低成本
-預測移動軌跡、閉合速度和沖擊力
-預測沖擊后的機械應力
Motion與Maxwell雙向耦合工作流簡介
2022R2新功能：Motion和Maxwell最新仿真流程
-全自由度的Ansys Motion與Maxwell聯合仿真
-自動生成Maxwell模型
? 自動創建模型
? 自動創建求解域
? 自動分配材料（永磁體需用戶定義）
? 自動開啟物體干涉設置
? 自動創建坐標系
? 自動創建力和力矩
? 自動創建后處理（report和field plot）
? 自動創建求解設置
-用戶可以調整Maxwell中的設置
? 材料屬性以及磁化方向
? 網格設置以及求解設置
-在每個Motion求解時間步中，Maxwell中的物體會根據Motion傳遞的數據進行移動和旋轉。
展開 THESEUS-FE與CFD雙向耦合仿真測試
THESEUS-FE Coupler模塊可實現傳熱—CFD協同仿真。不依賴于第三方軟件，Coupler可實現THESEUS-FE和CFD求解器Star-CCM+或OpenFOAM之間的雙向耦合仿真，最為精確地仿真流體對結構的對流效應和結構溫度對流動的影響。
為測試軟件與CFD雙向耦合聯合仿真功能，用以下二維測試算例演示軟件與CFD聯合求解工作流程。
1、
計算模型
算例采用長寬高均為1米的二維測試盒，初始溫度為20℃，如下圖所示，左側受10W/m2的熱源，右側與邊長為1m的流體區域連接，流體區域左側受測試盒加熱，右側固定溫度為0℃，流體區域初始溫度為0℃。計算最終狀態溫度。
2、
計算條件
計算采用theseus-fe與STAR-CCM+聯合仿真，進行穩態計算。
在THESEUS-FE的GUI中進行固體區域邊界條件設置。對于與流體區域連接的一側，設置如下所示邊界條件：
在后續的聯合仿真中，流體溫度和換熱系數會根據流體計算結果不斷修正，同時，THESEUS-FE會將固體區域溫度邊界傳遞給CFD，二者不斷信息交換進行聯合計算。
3、
聯合仿真運行
采用Coupler模塊進行聯合仿真設置，THESEUS-FE將壁面溫度傳遞給CFD，同時CFD傳遞換熱系數和流體溫度，如下圖所示：
4、
聯合仿真結果
測試盒最終計算結果溫度分布及單元15溫度歷史曲線如下：
耦合仿真計算完成，使用耦合仿真技術可得到高精度的熱分析結果，應用快捷簡便。Coupler tigong了友好的用戶界面，通過圖形界面引導用戶逐步完成耦合設置，基本實現完全自動化設置。
Theseus-fe與CFD雙向耦合仿真測試.pdf
展開 THESEUS-FE與CFD雙向耦合仿真測試
THESEUS-FE Coupler模塊可實現傳熱—CFD協同仿真。不依賴于第三方軟件，Coupler可實現THESEUS-FE和CFD求解器Star-CCM+或OpenFOAM之間的雙向耦合仿真，最為精確地仿真流體對結構的對流效應和結構溫度對流動的影響。
為測試軟件與CFD雙向耦合聯合仿真功能，用以下二維測試算例演示軟件與CFD聯合求解工作流程。
1、 計算模型
算例采用長寬高均為1米的二維測試盒，初始溫度為20℃，如下圖所示，左側受10W/m2的熱源，右側與邊長為1m的流體區域連接，流體區域左側受測試盒加熱，右側固定溫度為0℃，流體區域初始溫度為0℃。計算最終狀態溫度。
2、 計算條件
計算采用theseus-fe與STAR-CCM+聯合仿真，進行穩態計算。在THESEUS-FE的GUI中進行固體區域邊界條件設置。對于與流體區域連接的一側，設置如下所示邊界條件：
在后續的聯合仿真中，流體溫度和換熱系數會根據流體計算結果不斷修正，同時，THESEUS-FE會將固體區域溫度邊界傳遞給CFD，二者不斷信息交換進行聯合計算。
3、 聯合仿真運行
采用Coupler模塊進行聯合仿真設置，THESEUS-FE將壁面溫度傳遞給CFD，同時CFD傳遞換熱系數和流體溫度，如下圖所示：
4、 聯合仿真結果
測試盒最終計算結果溫度分布及單元15溫度歷史曲線如下：
耦合仿真計算完成，使用耦合仿真技術可得到高精度的熱分析結果，應用快捷簡便。Coupler提供了友好的用戶界面，通過圖形界面引導用戶逐步完成耦合設置，基本實現完全自動化設置。
Theseus-fe與CFD雙向耦合仿真測試.pdf
展開 COMSOL雙向流固耦合-豎板震蕩仿真
本案例是在ANSYS自帶案例的基礎上，利用COMSOL軟件進行仿真，只注重于方法的實現，沒有對于二者具體求解結果進行對比。
案例描述：
高1m，厚度0.06m的彈性板固定在底面上，在初始0.5s時間內，對板面施加100Pa的力，板子受力后彎曲。然后撤銷力，板子回彈不斷震蕩。四周是無風狀態。本案例仿真此豎板的受力運動過程引起附近空氣的震蕩，以及空氣阻力對板子運動狀態的影響。
材料參數：
物理場選擇：
本案例主要采用2D模型，物理場選擇層流、固體力學以及流固耦合多物理場。
載荷定義：
載荷定義主要是通過COMSOL軟件中自帶的分段函數實現。
求解難點：
非穩態模型求解模型的難點主要在于初始值的取值，準確的初始值取值有利于模型的收斂，加速求解過程。因此，第一步單獨求解固體力學，求解豎板單獨的震動情況；第二步整體求解，同時利用第一步求解結果作為第二步求解的初始值。
結果分析：
豎板震動以及空氣速度場分布
豎板頂點位移
由震動位移來看，由于空氣阻力的存在，豎板的震動是逐漸衰減的一個過程。
（通過此案例，ANSYS workbench和COMSOL軟件都能對雙向流固耦合進行很好的仿真，個人覺得COMSOL軟件界面較為友好，設置以及操作方面較為簡便，但如果針對工程模型而言，ANSYS的計算速度以及收斂行優勢將凸顯。）
歡迎大家隨時交流，如果愿意分享相關案例，我們可以適當有償。
展開 XFlow與Abaqus雙向流固耦合仿真 ￥200
免費答疑仿真步驟設置
雙向流固耦合仿真流程指南 ￥80
[圖片]
高價求做關于旋翼機旋翼的雙向流固耦合仿真
仿真旋翼在一定來流速度，一定后倒角的情況下的穩定旋轉速度.旋翼產生的升力及橫滾力矩?？紤]揮舞擺振，進行雙向流固耦合仿真，用workbench中的fluent和Transitant Structural
STAR-CCM+ & Abaqus 聯合仿真：圓柱體高速入水雙向流固耦合 ￥700
【全套源文件】STAR-CCM+ & Abaqus 聯合仿真：圓柱體高速入水雙向流固耦合(FSI)深度解析
【相關領域】：船舶與海洋工程、兵器科學、航空航天等跨域問題
【軟件版本】：STAR-CCM+ 2406 ABAQUS 202X以上
本人研究方向為海洋航行器跨域多物理場耦合，指導過多位相關專業碩士博士研究生，科研項目經驗豐富。
1. 算例簡介
本資源針對高速入水沖擊這一強非線性流固耦合難題，提供了一套完整的 STAR-CCM+ (CFD) + Abaqus隱式協同仿真（Co-Simulation）解決方案。
算例成功復現了圓柱體入水過程中的空泡演化、入水沖擊載荷突變以及結構體的動態應變響應，解決了FSI計算中常見的“網格負體積”與“耦合面數據傳遞發散”問題。
2. 核心技術亮點
? 雙向耦合機制 (2-Way FSI)：實現流體壓力場與固體位移場的實時雙向數據交換，非單向弱耦合。
? 動態網格技術：采用 重疊網格技術處理圓柱體的高速大位移運動，有效避免動網格重構導致的質量下降。
? 精準空泡捕捉：VOF 多相流模型配合空化模型，清晰捕捉空泡壁面分離、擴張及表面閉合現象。
? 收斂性優化：針對高速沖擊工況，優化了耦合時間步與內迭代策略，確保計算穩定。
3. 資源包清單（所見即所得）
CFD 模型 (.sim)：STAR-CCM+ 原文件，包含完整的網格劃分、VOF設置、重疊網格及協同仿真接口設置。
FEA 模型 (.inp)：Abaqus 輸入文件，包含材料屬性、網格、分析步及 Co-simulation定義。
技術說明文檔 (PDF) 。
4. 適合人群
正在被流固耦合“負體積報錯、不收斂”折磨的碩士和博士研究生。
需要做入水、出水航行體結構響應的研究人員。
附注： 本算例模型已調通。
展開 FLUENT動網格案例之十七：基于Fluent19的單向流固耦合仿真計算 ￥9
基于Fluent19的單向流固耦合仿真計算
在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中，使用udf求解流固耦合系統中固體區域運動控制方程，并將計算得到的邊界運動位移以動網格形式更新流場的邊界條件，從而實現雙向流固耦合仿真。其實，在最新的Fluent19中，線彈性求解模塊已經是內嵌模塊，建立并求解流固耦合問題可以更加方便，只要定義固體材料區域及其邊界條件，按照正常的CFD仿真流程就能同時獲得結構最終位移和流場壓力及速度分布。
固體區域設置
流固耦合界面設置
仿真計算結果
文件列表
展開 FLUENT動網格案例之十八：基于Fluent19的雙流固耦合仿真計算 ￥9
基于Fluent19的雙流固耦合仿真計算
在FLUENT動網格案例之十七：基于Fluent19的單向流固耦合仿真計算中，介紹了基于FLUENT19線彈性求解模塊的單向流固耦合仿真內容。其實，雙向流固耦合的仿真也能在FLUENT19完全實現。本算例為管道內垂直襟翼在湍流激勵下的變形計算，并且啟用FLUENT的結構模型來模擬由于流體流動而導致的襟翼變形。由于襟翼的變形量足夠大，必須采用雙向流固耦合(FSI)仿真方法。也就是說，流體的流動影響結構的變形，反過來，結構的變形也嚴重影響流體的流動狀態。本算例中Fluent將執行所有的結構計算(而不是使用單獨的結構程序)，并耦合流場仿真計算，因而是雙向流固耦合仿真。界面區域局部網格
固體區域設置和流固耦合界面設置與單向耦合是完全一致的
增加的為動網格設置(也就是結構變形對流場的反饋作用以動網格算法實現的動邊界體現）
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