固流耦合的案例
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 STAR-CCM+流固模態-雙向流固耦合案例
一.流固耦合面臨的挑戰
結構設計的高度專業化。在結構設計上，不確定性越高，設計就會越保守。要開發安全產品又不過于保守就要消除這種不確定性，因此有必要準確地知道結構在工作中負載對它起到的作用，流固耦合是精確預測流動載荷的關鍵技術。比如著名的塔科馬海峽大橋，設計師兼顧了觀賞性和建造成本，但微風就能引氣橋面劇烈晃動，最終僅建成四個月就被摧毀，這是典型的流固耦合問題。
結構的輕量化趨勢。輕量型結構與傳統結構相比具有更小的重量，剛度也是如此，這反過來又增加了結構和流體之間的物理耦合程度。
創新需求。對于輪機、管路、翼型等，預測系統或部件在流體流動下的性能是此類產品創新的關鍵。比如風機葉片，長達數十米，工作狀態時必然存在葉片變形，有必要分析風載荷對結構強度的影響，葉片變形對發電效率的影響，這樣才能更好的指導葉片設計的改進。
二.流固耦合技術需求
按照結構與流體間相互影響的程度，可以把流固耦合分為單向耦合和雙向耦。
單向耦合是一種弱耦合，通常結構小變形、振動時，只需考慮流動載荷對結構變形的單向影響；雙向耦合是強耦合，當流動引起結構的加大變形，同樣結構的變化對流動的影響也不能忽視。
關鍵技術需求
1）求解器離散方式的選擇，這會影響到流固耦合模擬的精度；
2）流體求解器和固體求解器間的數據交互；
3）流固耦合交界面上非共性網格的數據傳遞問題；
4）流體域中要反映結構的變形，需要流體網格變形模型。
三.STAR-CCM+中的流固耦合
1、流固耦合實現方式
STAR-CCM+中流固耦合實現方式大概為三種，基于文件的耦合、協同仿真和軟件內的耦合。
展開 淺談流固耦合：幾個基礎問題及解決相關問題的軟件基于MpCCI的Abaqus和Fluent流固耦合案例
這個主要是溫度與結構的耦合。計算結構在溫度變化影響下的應力應變分布。
流固耦合計算量相當大，主要是因為固體計算對內存的消耗很大。因此在工程上，若不是特別需要的話，盡量少用流固耦合，能用單向耦合計算的盡量不用雙向耦合，能不用耦合的盡量不用。因為計算資源要求太高，必然導致網格數量的下降，導致計算精度的降低。
那么什么時候需要用流固耦合呢？
(1) 流體與固體耦合非常強烈時。如風中飄動的紅旗。這通常是由于固體剛度比較小，變形比較大的原因所引起。
(2) 對于一些涉及到考慮流場中的固體應力計算問題，通常要采用流固耦合方法。
流固耦合計算的數據傳遞方式及傳遞物理量：
(1) 對于單向耦合，通常傳遞的物理量為壓力。實際上是將流體計算的壓力當作載荷加載在固體上，計算固體的應力應變。
(2) 雙向耦合問題，通常在每一步都需要傳遞數據，流體計算傳遞的數據為壓力，固體求解器所傳遞的數據為節點位移。這樣在每一次迭代后更新固體載荷與流場情況。
強耦合與弱耦合的問題：
強耦合主要是指將固體與流體計算所需的物理量耦合在一個大系統中進行求解，目前還沒有任何軟件能解決強耦合問題。而弱耦合則是流場與固體變形分別計算，只是在不同求解器間傳遞數據，當前幾乎所有流固耦合問題求解器都只能求解弱耦合問題。
能解決流固耦合問題的軟件：
ADINA：能在一個軟件中解決流固耦合問題，包含有流場求解與固體求模塊，非線性求解能力很強，綜合能力也不錯。只是前處理功能弱一些。
CFX+Mechanic：ANSYS workbench中位移能求解雙向耦合的組合，受mechanic求解非線性能力的限制，對于大變形強非線性問題，求解經常出錯。此組合亦可求解單向耦合。
展開 淺談流固耦合<1>：一些常識
流固耦合力學是研究流體與固體相互作用下相關力學行為的一門學科。在現實世界中，很多領域都涉及到流固耦合問題，如能源、水利、化工、船舶、交通運輸等。在單純的計算流體力學中，固體常常當做剛性壁面處理，涉及到固體內部物理現象計算的也僅僅是熱傳導。對于固體力學領域中所考慮的固體內應力的計算，計算流體力學則顯得束手無策。而對于流動問題計算，固體力學中普遍采用的有限元方法則又存在種種困難。流固耦合方法則是聯合了固體力學計算與流體力學計算，以求解流體導致的固體變形，或由于固體變形影響流場的問題。
在進行流固耦合計算之前，需要對其中涉及的一些常識有所了解。以下是一些流固耦合問題的基本常識。
1、流固耦合計算適合的場合
流固耦合計算由于要聯合流體仿真與固體仿真，因此計算開銷很大。對于一些可以簡化為單場計算的問題，則應當進行簡化。流固耦合主要應用于一下場合：
（1）流場與固體應力場耦合緊密。換句話說，流體流動導致的固體變形不可忽略，或者固體變形是所感興趣的內容，此時則需要采用流固耦合計算。
（2）固體變形會影響到流場的分布。實際上和第一點是一回事。比如說飄揚中的旗幟，其變形會影響到周圍的流動分布。
共軛傳熱問題雖然涉及到固體，但是并不需要采用流固耦合計算，因流體求解器可以計算熱傳導方程。
2、流固耦合分類
通常有兩種分類方式。按求解方程分類可以將流固耦合分為強耦合和弱耦合，按求解順序可以將流固耦合問題分為單向耦合和雙向耦合。
強耦合：流體計算與固體計算聯立求解。由于固體方程與流體方程存在很大的差異，聯立求解困難重重。目前還沒有一款商業軟件可以求解強流固耦合問題。
弱耦合：流體方程和固體方程分別單獨求解，然后在迭代步中進行數據交換。目前的流固耦合基本上都是采用弱耦合。由于存在時間差，所以與現實情況存在一定的誤差。單向耦合與雙向耦合主要是針對弱耦合求解。
展開 
限時 | 《流固耦合教程》-隨波逐流
章節 1：流-固耦合介紹
章節 2：流-固耦合的設置流程
章節 3：單向流-固耦合
章節 4：網格尺度對單向流-固耦合的影響
章節 5：單向熱-流-固耦合
章節 6：動網格方法的雙向流-固耦合
章節 7：重疊網格方法的雙向流-固耦合
章節 8：1薄板類模型的雙向流-固耦合-方法1
章節 9：2薄板類模型的雙向流-固耦合-方法2
章節10：3薄板類模型的雙向流-固耦合-方法3
章節11：涉及fluent初始狀態的雙向流-固耦合
章節12：涉及接觸過程的雙向流-固耦合
章節13：1雙向熱-流-固耦合方法1
章節14：2雙向熱-流-固耦合方法2
章節15：3雙向熱-流-固耦合方法3
章節16：涉及壓電的雙向流-固耦合（ACT）
章節17：關于雙向流固耦合不收斂的建議
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展開 葉輪機械專題 | 高精度葉片雙向流固耦合的分析方法
如此大振幅的葉片振動將對葉頂間隙等處流場產生較大影響，進而影響風扇/壓氣機的效率、性能和穩定性。傳統葉片流固耦合方法在處理風扇/壓氣機氣動彈性問題時通常面臨以下挑戰：
單向流固耦合仿真：在跨音葉柵流場中，葉片大幅振動會對邊界層分離、激波以及葉頂泄露流產生強烈相互作用而形成強耦合多物理場，難以進行單向耦合解耦；
基于頻域分析的多物理場仿真：無法準確模擬整個時間歷程下的結構振動情況和流場流動形態，難以對葉片流動與振動的相互作用進行詳細研究；
CFD軟件與結構軟件之間數據交互復雜、操作繁瑣：不利于工作繁重的工程技術人員快速學習和使用，難以用于工程實際。
針對上述難點，Ansys基于葉輪機專用氣動仿真軟件CFX和結構仿真軟件Mechanical，在Workbench平臺下采用CFX + Mechanical雙向流固耦合方法對整個時域歷程下的葉片流動和振動耦合狀況進行高效、高精度仿真分析。該解決方案操作流程簡明、計算精度高，是目前商業軟件中較為成熟的雙向流固耦合解決方案，適合于對跨音、大展弦比風扇/壓氣機葉片進行雙向流固耦合仿真分析。雙向流固耦合技術按照解耦程度可以大致劃分為3種：
雙向顯式流固耦合：在每個時間步長內，流體和結構求解不進行迭代，直接進行數據交互傳輸，計算速度快；只適用于弱耦合問題，強耦合物理問題精度較低；
強耦合流固耦合：流體和固體求解方程組在同一矩陣中同時求解，求解過程非常復雜、不易收斂，多用于學術研究領域；
雙向隱式流固耦合：流體方程和結構方程單獨分開在不同的求解器求解，在每個時間步長內流體和結構分別迭代求解，直至交界面上的數據完全收斂。
展開 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 流固耦合經驗總結
流固耦合經驗總結
近來查看好多CFD分析的論壇，發現好多網友都在為流固耦合而頭大，且網上也沒有完整的、系統的案例可供參考，目前團隊也在做流固耦合的問題，即為流體輸送固體顆粒的過程的模擬，好不容易找到了完整的解決辦法，不敢獨享，特奉獻于此。
首先在建模和條件設臵方面要按照這樣的設臵順序：
1) 選取流體單元，（打開keyopt（4）選項）,建立流體模型，注意此處挖去固體所占的空間，然后分區劃分流體場網格（好像在ls_dyna里面不要挖去固體所占空間），注意靠近挖去空間的部分網格應該細小些，還有若要采用remesh在計算中重劃網格，一定要使用三角形單元（所有流體場）；
2) 流體場模型建立完成后，首先要在流固耦合的邊界上施加流體耦合標簽FSI，然后在在流體場區域施加必要的邊界條件，諸如位移約束，速度、壓力等等。然后設臵求解流體場的時間步長、求解時間、流體屬性,打開ALE選項（瞬態分析）網格重畫屬性等等；
3) 這樣的工作完成后，進入/prep7，加入固體單元，設臵固體材料屬性，在挖去的部分建立固體模型，劃分固體網格，在固體網格與流體場接觸的固體邊界上施加流體耦合標簽FSI，注意要和前面的number相同；
4) 為固體實際必要的約束條件（看是固體推動流體還是流體推動固體）；
5) 設臵固體求解的時間步長和求解結束時間，設臵流固耦合屬性，（看是固體推動流體還是流體推動固體），求解時間步長和求解時間，收斂準則，迭代次數等等；
6) 保存求解。
總之，在流固耦合分析中，你最好要按著先流體后固體再耦合的屬性設臵順序，流固耦合標簽FSI要分別加在流固耦合邊界的流體邊界上和固體邊界上，加在的順序要按照上面所述。
展開 為什么要進行流固耦合仿真
流固耦合 (fluid structure interaction) 研究從20世紀80 年代以來，受到了世界學術界和工業界的廣泛關注。流固耦合問題是流體力學與固體力學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。
虛擬設計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：單向流固耦合分析和雙向流固耦合分析。其中，雙向耦合因為求解順序的不同又可分為順序求解法和同時求解法。
1 單向流固耦合
單向流固耦合分析指耦合交界面處的數據傳遞是單向的，一般是指把CFD分析計算的結果（如力、溫度和對流載荷）傳遞給固體結構分析，但是沒有固體結構分析結果傳遞給流體分析的過程。也就是說，只有流體分析對結構分析有重大影響，而結構分析的變形等結果非常小，以至于對流體分析的影響可以忽略不計。單向耦合的現象和分析非常普遍，比如熱交換器的熱應力分析、閥門在不同開度下的應力分析、塔吊在強風中的靜態結構分析、旋轉機械的結構強度分析等都屬于單向耦合分析。
展開 葉輪機械專題 | 高精度葉片雙向流固耦合的分析方法
如此大振幅的葉片振動將對葉頂間隙等處流場產生較大影響，進而影響風扇/壓氣機的效率、性能和穩定性。傳統葉片流固耦合方法在處理風扇/壓氣機氣動彈性問題時通常面臨以下挑戰：
單向流固耦合仿真：在跨音葉柵流場中，葉片大幅振動會對邊界層分離、激波以及葉頂泄露流產生強烈相互作用而形成強耦合多物理場，難以進行單向耦合解耦；
基于頻域分析的多物理場仿真：無法準確模擬整個時間歷程下的結構振動情況和流場流動形態，難以對葉片流動與振動的相互作用進行詳細研究；
CFD軟件與結構軟件之間數據交互復雜、操作繁瑣：不利于工作繁重的工程技術人員快速學習和使用，難以用于工程實際。
針對上述難點，Ansys基于葉輪機專用氣動仿真軟件CFX和結構仿真軟件Mechanical，在Workbench平臺下采用CFX + Mechanical雙向流固耦合方法對整個時域歷程下的葉片流動和振動耦合狀況進行高效、高精度仿真分析。該解決方案操作流程簡明、計算精度高，是目前商業軟件中較為成熟的雙向流固耦合解決方案，適合于對跨音、大展弦比風扇/壓氣機葉片進行雙向流固耦合仿真分析。雙向流固耦合技術按照解耦程度可以大致劃分為3種：
雙向顯式流固耦合：在每個時間步長內，流體和結構求解不進行迭代，直接進行數據交互傳輸，計算速度快；只適用于弱耦合問題，強耦合物理問題精度較低；
強耦合流固耦合：流體和固體求解方程組在同一矩陣中同時求解，求解過程非常復雜、不易收斂，多用于學術研究領域；
雙向隱式流固耦合：流體方程和結構方程單獨分開在不同的求解器求解，在每個時間步長內流體和結構分別迭代求解，直至交界面上的數據完全收斂。
展開 葉輪機械專題 | 高精度葉片雙向流固耦合的分析方法
如此大振幅的葉片振動將對葉頂間隙等處流場產生較大影響，進而影響風扇/壓氣機的效率、性能和穩定性。傳統葉片流固耦合方法在處理風扇/壓氣機氣動彈性問題時通常面臨以下挑戰：
單向流固耦合仿真：在跨音葉柵流場中，葉片大幅振動會對邊界層分離、激波以及葉頂泄露流產生強烈相互作用而形成強耦合多物理場，難以進行單向耦合解耦；
基于頻域分析的多物理場仿真：無法準確模擬整個時間歷程下的結構振動情況和流場流動形態，難以對葉片流動與振動的相互作用進行詳細研究；
CFD軟件與結構軟件之間數據交互復雜、操作繁瑣：不利于工作繁重的工程技術人員快速學習和使用，難以用于工程實際。
針對上述難點，Ansys基于葉輪機專用氣動仿真軟件CFX和結構仿真軟件Mechanical，在Workbench平臺下采用CFX + Mechanical雙向流固耦合方法對整個時域歷程下的葉片流動和振動耦合狀況進行高效、高精度仿真分析。該解決方案操作流程簡明、計算精度高，是目前商業軟件中較為成熟的雙向流固耦合解決方案，適合于對跨音、大展弦比風扇/壓氣機葉片進行雙向流固耦合仿真分析。雙向流固耦合技術按照解耦程度可以大致劃分為3種：
雙向顯式流固耦合：在每個時間步長內，流體和結構求解不進行迭代，直接進行數據交互傳輸，計算速度快；只適用于弱耦合問題，強耦合物理問題精度較低；
強耦合流固耦合：流體和固體求解方程組在同一矩陣中同時求解，求解過程非常復雜、不易收斂，多用于學術研究領域；
雙向隱式流固耦合：流體方程和結構方程單獨分開在不同的求解器求解，在每個時間步長內流體和結構分別迭代求解，直至交界面上的數據完全收斂。
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【流固耦合】翼傘后緣偏轉過程的流固耦合動力學特性
翼傘后緣偏轉的操縱過程會顯著改變翼面的整體氣動布局，同時需要多根操縱繩精確協同控制，是典型的氣動與結構緊耦合問題，涉及到的動力學問題復雜多變。對于翼傘系統操縱過程的動力學機理問題研究一直是降落傘領域的關鍵技術和熱點問題。
本文基于 Structured ALE（S-ALE）流固耦合方法對翼傘后緣偏轉過程進行動力學建模和仿真分析。研究翼傘三維模型后緣偏轉過程、傘衣結構場和周圍流場的時變演化規律及分布特性，為進一步指導大型翼傘精確空投系統的飛控系統設計和技術應用提供參考。
流固耦合建模
本文所研究的翼傘后緣偏轉過程是針對充滿鼓包狀態的翼傘三維模型進行的。翼傘系統包括傘衣、傘繩和掛重載荷，幾何模型如圖 1 所示。實際流固耦合仿真過程只考慮傘衣結構與流場的雙向耦合作用；傘繩在翼傘偏轉過程承受拉力，且通過傘繩施加后緣下拉過程的作用力載荷；忽略傘繩與周圍流體的耦合作用和繩索的阻尼效應。
圖 1 翼傘系統三維幾何模型
仿真方法驗證
為避免因流體和結構單元之間尺寸差異過大而導致顯式動力學積分過程可能出現的非物理特征“沙漏現象”，進而引起計算發散，流場網格尺寸與結構網格尺寸盡量接近1∶1，如圖 2 所示。
圖 2 翼傘氣室流固耦合仿真網格模型
本文采用 S-ALE 求解方法對流固耦合模型進行仿真計算，S-ALE 方法與傳統 ALE 方法的基本理論相同，均包括了映射過程的對流輸運、界面重構和歐拉流場與拉格朗日結構相互作用的流固耦合過程。不同的是，在網格的處理方法上，S-ALE 方法采用自動生成網格技術，即流場網格根據控制點設定的方向、增長率、網格尺寸、網格密度等參數在仿真過程中隨著時間步的推進逐漸產生，仿真前無需單獨建立流場網格。這可以極大減小網格處理時間并提高計算效率。
展開 學完技術鄰ABAQUS流固耦合課程，能解決哪些實際流固耦合問題？
很多人學習ABAQUS流固耦合前都會困惑：“學完到底能解決工作 / 科研中的哪些具體問題？” 技術鄰 ABAQUS 流固耦合定制培訓，依托全行業真實項目經驗，聚焦航空航天、汽車、科研等領域的核心流固耦合難題，讓你學完就能針對性解決實際問題，避免 “學了用不上”。
一、航空航天領域：解決高精尖耦合難題，匹配工程可靠性要求
航空航天領域的流固耦合問題，多涉及高溫、高壓、隨機載荷等復雜工況，技術鄰課程能幫你解決以下關鍵問題：
1. 航天器尾噴管碰撞耦合問題
1) 實際痛點：尾噴管在工作中受高溫氣流沖擊，同時承受隨機振動載荷，易出現結構應力超標、隔熱層脫落等風險；
2) 課程解決方案：教你用 “多物理場（CEL/SPH/ALE）技術”，設置高溫材料屬性（隨溫度變化的彈性模量、熱導率），模擬隨機載荷下尾噴管與隔熱層的碰撞過程，精準計算碰撞應力與振動響應，確保結構安全；
3) 應用成果：學員曾用該方法解決某航天器尾噴管 “碰撞后局部應力超 350MPa” 問題，優化后應力降至 280MPa 以下，符合工程標準。
1. 反無人機抓捕網動力學耦合問題
1) 實際痛點：抓捕網發射后，受氣流影響易出現展開形態不規則、無法精準包裹無人機的情況；
2) 課程解決方案：指導選擇 “Membrane 膜單元” 構建高柔性抓捕網模型，設置不同氣流速度參數（如 10m/s、15m/s、20m/s），模擬網體與空氣的相互作用，分析展開時間與形態，優化網眼大小、材質剛度等參數；
3) 應用成果：某安防領域學員通過學習，將抓捕網 “有效包裹率” 從 65% 提升至 92%，解決實際部署中的抓捕失效問題。
二、汽車領域：聚焦降噪、熱管理核心痛點，貼合主機廠需求
汽車行業的流固耦合問題，直接關系駕駛體驗與安全，技術鄰課程能針對性解決兩大核心場景問題：
1.
展開 【8月29-9月1日 北京】流-熱-固多場耦合問題的高效穩定數值計算方法與工程應用實例
工程實例-1：流水驅動水車水輪運動的工作機理仿真
雙向流固
耦合計算
1、雙向流固耦合簡介
2、雙向流固耦合原理
3、雙向流固耦合分析系統
4、計算模型與網格
5、流場計算設置
6、固體計算設置
7、流固系統耦合器設置
8、后處理技術
工程案例-1：圓柱的渦激振動模擬
工程案例-2：血液和血管壁相互作用的流固耦合計算
雙向耦合計算收斂性探討與確保收斂的絕招
1、雙向耦合難收斂（原因）
2、多管齊下促收斂（方法）
3、絕招一出必收斂（絕招）
工程案例-1：列車制動過程中油罐與汽油相互作用的雙向瞬態流固耦合計算
工程案例-2：發電風車（風機）的雙向流固耦合計算
結構氣動
彈性計算
1、結構氣動彈性的概念
2、常見結構氣動彈性問題
3、結構氣動彈性計算原理
4、結構氣動彈性計算的實現方法與設置技巧
工程案例-1：美國Tacoma大橋主梁風毀的顫振過程仿真
工程案例-1：飛機機翼的顫振計算
流-熱-固
耦合計算
1、單向流熱固耦合簡介
2、單向流熱固耦合分析系統
3、單向流熱固耦合計算模型與網格
4、單向流熱固耦合中流場計算設置技巧
5、單向流熱固耦合中傳熱計算設置技巧
6、單向流熱固耦合中固體計算設置技巧
7、雙向流熱固耦合簡介
8、雙向流熱固耦合分析系統
9、流熱固耦合計算后處理技術
工程案例-1：T型管道流熱固耦合計算
流熱固耦合系統的優化設計
1、優化設計簡介
2、優化設計三要素
3、ANSYS Workbench優化方法詳解
4、優化計算設置與操作技巧
工程案例-1：流固耦合系統中結構的氣動外形優化設計
展開 往復式壓縮機吸排氣閥組流固耦合仿真研究
在此過程中，閥片的運動是閥片回復力和制冷劑氣體力相互作用和影響產生的結果，也即流體與結構的相互作用，是典型的流固耦合現象。
圖1 往復式冰箱壓縮機
經典的吸排氣系統分析方法通常是應用結構力學和流體動力學理論來建立出簡化的壓縮機吸排氣閥片的運動方程和流場計算模型，進而通過編程實現對吸排氣系統的簡化計算[1]。該方法實現簡單，但對吸排氣過程簡化較大，且不能獲得流場中的相關參數分布情況，對于具體的閥組參數設計指導意義較小。隨著計算機及軟件技術的快速發展，對于類似的問題已經可以通過應用專業的有限元軟件建立三維流固耦合仿真模型來進行仿真研究。Kim J[2]使用商業軟件對壓縮機的閥片動力學進行了2D流固耦合分析，得到二維的溫度和速度矢量分布及閥片的升程曲線，并與實驗值進行對比。Kim H[3]通過外部軟件導入Nastran格式的4節點和6節點網格，對壓縮機排氣過程進行了3D流固耦合仿真，并對排氣閥片進行了仿真優化。Silva J[4]利用CFX+ANSYS Mechanical模塊，實現某壓縮機的吸氣閥片流固耦合仿真，并對其在不同開度下的閥片應力情況進行了分析。武守飛、韓寶坤[5-8]等人使用STAR-CD及Fluent實現了壓縮機閥組的流固耦合仿真，并對閥片運動狀態進行了分析。譚琴、宋明毅[9-12]等人則對轉子式和微型壓縮機的簧 片閥組進行了流固耦合仿真分析，得到了不同工況下閥片的運動規律。
展開 