單向流固耦合計(jì)算的案例
流體作用下彎曲管道單向流固耦合計(jì)算及濕模態(tài)分析
而實(shí)際中，我們通常計(jì)算的結(jié)構(gòu)都是被流體“包圍”著，例如在空氣中行駛的汽車，周圍被空氣包圍著，在水中行駛的船，周圍被水包圍著，或者部分被水包圍著。
在不考慮車身周圍的空氣的影響下，我們計(jì)算的車身模態(tài)都是干模態(tài)，因?yàn)榭諝獾拿芏缺容^小，空氣對(duì)車身模態(tài)的影響比較小，我們可以把車身的干模態(tài)當(dāng)成車身在空氣中的濕模態(tài)，即忽略空氣的影響，誤差也不會(huì)太大。
而在水中行駛的船，由于水的密度比較大，水對(duì)結(jié)構(gòu)模態(tài)的影響比較大，如果忽略水的影響，那么計(jì)算出來的模態(tài)(干模態(tài))就與實(shí)際的船的模態(tài)誤差就很大，此時(shí)就必須考慮水的影響，計(jì)算濕模態(tài)。
濕模態(tài)分析實(shí)際上是在單向流固耦合計(jì)算基礎(chǔ)上進(jìn)行的預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析。本文以流體作用下彎曲管道為例，首先利用ANSYS Fluent及ANSYS靜力分析模塊對(duì)其進(jìn)行單向流固耦合計(jì)算，然后在此基礎(chǔ)上開展彎曲管道在流體作用下振動(dòng)模態(tài)分析。
單向流固耦合計(jì)算
工業(yè)管道系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)彎管。流體介質(zhì)流經(jīng)彎曲管道時(shí)，管壁承受流體賦予的壓力，不均勻的壓力分布會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生額外的應(yīng)力。
1
計(jì)算思路
眾所周知，CFD計(jì)算的目的是為了獲取計(jì)算空間中的壓力、速度、溫度等物理量分布，而結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算的目的是為了獲取結(jié)構(gòu)件上應(yīng)力、應(yīng)變和位移等物理物理量。單向流固耦合計(jì)算的基本思路為：利用CFD軟件計(jì)算壁面上壓力分布，并將壓力值作為載荷加載到固體構(gòu)件上，利用有限元軟件計(jì)算固體應(yīng)力應(yīng)變。
單向流固耦合計(jì)算的數(shù)據(jù)流程如圖1所示。
圖1 數(shù)據(jù)流程
2
計(jì)算模型
計(jì)算幾何模型如圖所示。
圖2 計(jì)算幾何模型
圖3 DM中創(chuàng)建的幾何模型(既包含流體，也包含固體)
3
流體計(jì)算設(shè)置
雙擊B3單元格進(jìn)行流體網(wǎng)格劃分。在mesh中進(jìn)行邊界命名，如圖4所示。
展開 【年終系列實(shí)例EX4】流體作用下彎曲管道單向流固耦合計(jì)算分析
流體作用下彎曲管道單向流固耦合計(jì)算分析
1 實(shí)例說明
工業(yè)管道系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)彎管。流體介質(zhì)流經(jīng)彎曲管道時(shí)，管壁承受流體賦予的壓力。不均勻的壓力分布會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生額外的應(yīng)力。采用ANSYS CFD單向流固耦合可以計(jì)算管道所承受的應(yīng)力應(yīng)變。本教程以彎管應(yīng)力分析為例，描述利用ANSYS Fluent及ANSYS靜力分析模塊進(jìn)行單向流固耦合計(jì)算的步驟。
2 計(jì)算思路
眾所周知，CFD計(jì)算的目的是為了獲取計(jì)算空間中的壓力、速度、溫度等物理量分布，而結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算的目的是為了獲取結(jié)構(gòu)件上應(yīng)力、應(yīng)變和位移等物理物理量。單向流固耦合計(jì)算的基本思路為：利用CFD軟件計(jì)算壁面上壓力分布，并將壓力值作為載荷加載到固體構(gòu)件上，利用有限元軟件計(jì)算固體應(yīng)力應(yīng)變。
單向流固耦合計(jì)算的數(shù)據(jù)流程如圖1所示。
圖1數(shù)據(jù)流程
3 計(jì)算模型
計(jì)算幾何模型如圖所示。
圖2計(jì)算幾何模型
圖3 DM中創(chuàng)建的幾何模型（既包含流體，也包含固體）
4流體計(jì)算設(shè)置
雙擊B3單元格進(jìn)行流體網(wǎng)格劃分。在mesh中進(jìn)行邊界命名，如圖4所示。采用掃描方式進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用網(wǎng)格尺寸為5mm，生成的流體計(jì)算網(wǎng)格如圖5所示。
圖4邊界命名
圖5流體計(jì)算網(wǎng)格
返回至FLUENT中進(jìn)行流體計(jì)算設(shè)置。
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而實(shí)際中，我們通常計(jì)算的結(jié)構(gòu)都是被流體“包圍”著，例如在空氣中行駛的汽車，周圍被空氣包圍著，在水中行駛的船，周圍被水包圍著，或者部分被水包圍著。
在不考慮車身周圍的空氣的影響下，我們計(jì)算的車身模態(tài)都是干模態(tài)，因?yàn)榭諝獾拿芏缺容^小，空氣對(duì)車身模態(tài)的影響比較小，我們可以把車身的干模態(tài)當(dāng)成車身在空氣中的濕模態(tài)，即忽略空氣的影響，誤差也不會(huì)太大。
而在水中行駛的船，由于水的密度比較大，水對(duì)結(jié)構(gòu)模態(tài)的影響比較大，如果忽略水的影響，那么計(jì)算出來的模態(tài)(干模態(tài))就與實(shí)際的船的模態(tài)誤差就很大，此時(shí)就必須考慮水的影響，計(jì)算濕模態(tài)。
濕模態(tài)分析實(shí)際上是在單向流固耦合計(jì)算基礎(chǔ)上進(jìn)行的預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析。本文以流體作用下彎曲管道為例，首先利用ANSYS Fluent及ANSYS靜力分析模塊對(duì)其進(jìn)行單向流固耦合計(jì)算，然后在此基礎(chǔ)上開展彎曲管道在流體作用下振動(dòng)模態(tài)分析。
單向流固耦合計(jì)算
工業(yè)管道系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)彎管。流體介質(zhì)流經(jīng)彎曲管道時(shí)，管壁承受流體賦予的壓力，不均勻的壓力分布會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生額外的應(yīng)力。
1
計(jì)算思路
眾所周知，CFD計(jì)算的目的是為了獲取計(jì)算空間中的壓力、速度、溫度等物理量分布，而結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算的目的是為了獲取結(jié)構(gòu)件上應(yīng)力、應(yīng)變和位移等物理物理量。單向流固耦合計(jì)算的基本思路為：利用CFD軟件計(jì)算壁面上壓力分布，并將壓力值作為載荷加載到固體構(gòu)件上，利用有限元軟件計(jì)算固體應(yīng)力應(yīng)變。
單向流固耦合計(jì)算的數(shù)據(jù)流程如圖1所示。
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：單向耦合與雙向耦合。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。
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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 FLUENT/Mechanical流固單向耦合模擬
（10）右鍵選擇Solution，分別單擊Insert->Deformation->Total和Insert->Strain->Equivalent作為計(jì)算輸出變量。
（11）右鍵選擇Solution，單擊Slove開始計(jì)算。
（12）計(jì)算完成后，單擊Solution中的Total Displacement便可得到變形的計(jì)算結(jié)果圖。
文章來源：南流坊
FLUENT/Mechanical流固單向耦合模擬
本教程演示了T型管道受到高溫流體影響而產(chǎn)生變形的單向流固耦合計(jì)算分析。
1 啟動(dòng)Workbench并建立分析項(xiàng)目
（1）在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動(dòng)Workbench 19.2，進(jìn)入ANSYS Workbench 19.2界面。
（2）分別雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）和Analysis systems→Static Structural選項(xiàng)，即可在項(xiàng)目管理區(qū)創(chuàng)建分析項(xiàng)目A（流體）和項(xiàng)目B（固體），將項(xiàng)目A的幾何數(shù)據(jù)（A2）傳遞給項(xiàng)目B（B#），將項(xiàng)目A的結(jié)果數(shù)據(jù)（A5）傳遞給項(xiàng)目B（B5）。
2 導(dǎo)入幾何體
（1）在A3欄的Geometry上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Import Geometry→Browse命令，此時(shí)會(huì)彈出“打開”對(duì)話框。
（2）在彈出的“打開”對(duì)話框中選擇文件路徑，導(dǎo)入幾何體文件。
3 劃分模型網(wǎng)格
（1）雙擊A3欄Mesh項(xiàng)，進(jìn)入Meshing界面，在該界面下進(jìn)行模型的網(wǎng)格劃分。
（2）右鍵選擇流體域的入口與出口，在彈出的快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出Selection Name對(duì)話框，輸入名稱inlet，outlet1和outlet2，單擊OK按鈕確認(rèn)。
（3）右鍵選擇管道固體的內(nèi)表面口外表面，在彈出的快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出Selection Name對(duì)話框，輸入名稱pipe inner wall和pipe outer wall，單擊OK按鈕確認(rèn)。
展開 【8月29-9月1日 北京】流-熱-固多場耦合問題的高效穩(wěn)定數(shù)值計(jì)算方法與工程應(yīng)用實(shí)例
工程實(shí)例-1：流水驅(qū)動(dòng)水車水輪運(yùn)動(dòng)的工作機(jī)理仿真
雙向流固
耦合計(jì)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(tǒng)
4、計(jì)算模型與網(wǎng)格
5、流場計(jì)算設(shè)置
6、固體計(jì)算設(shè)置
7、流固系統(tǒng)耦合器設(shè)置
8、后處理技術(shù)
工程案例-1：圓柱的渦激振動(dòng)模擬
工程案例-2：血液和血管壁相互作用的流固耦合計(jì)算
雙向耦合計(jì)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(dòng)過程中油罐與汽油相互作用的雙向瞬態(tài)流固耦合計(jì)算
工程案例-2：發(fā)電風(fēng)車（風(fēng)機(jī)）的雙向流固耦合計(jì)算
結(jié)構(gòu)氣動(dòng)
彈性計(jì)算
1、結(jié)構(gòu)氣動(dòng)彈性的概念
2、常見結(jié)構(gòu)氣動(dòng)彈性問題
3、結(jié)構(gòu)氣動(dòng)彈性計(jì)算原理
4、結(jié)構(gòu)氣動(dòng)彈性計(jì)算的實(shí)現(xiàn)方法與設(shè)置技巧
工程案例-1：美國Tacoma大橋主梁風(fēng)毀的顫振過程仿真
工程案例-1：飛機(jī)機(jī)翼的顫振計(jì)算
流-熱-固
耦合計(jì)算
1、單向流熱固耦合簡介
2、單向流熱固耦合分析系統(tǒng)
3、單向流熱固耦合計(jì)算模型與網(wǎng)格
4、單向流熱固耦合中流場計(jì)算設(shè)置技巧
5、單向流熱固耦合中傳熱計(jì)算設(shè)置技巧
6、單向流熱固耦合中固體計(jì)算設(shè)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(tǒng)
9、流熱固耦合計(jì)算后處理技術(shù)
工程案例-1：T型管道流熱固耦合計(jì)算
流熱固耦合系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
1、優(yōu)化設(shè)計(jì)簡介
2、優(yōu)化設(shè)計(jì)三要素
3、ANSYS Workbench優(yōu)化方法詳解
4、優(yōu)化計(jì)算設(shè)置與操作技巧
工程案例-1：流固耦合系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)外形優(yōu)化設(shè)計(jì)
展開 4月9-11日 北京 | ANSYS流固熱多物理場耦合計(jì)算工程應(yīng)用方法專題
單向流-熱耦合計(jì)算
雙向流-熱耦合計(jì)算
實(shí)例3：換熱器單向流熱耦合（共軛傳熱）
流-固耦合計(jì)算
掌握流-固耦合計(jì)算方法
流固耦合數(shù)據(jù)傳輸原理
利用System Coupling搭建單向及雙向耦合計(jì)算流程
Fluent內(nèi)部單雙向耦合計(jì)算流程
案例4：傳感器探針的單向流固耦合
案例5：風(fēng)載荷作用下廣告牌的單向流固耦合計(jì)算
案例6：血管內(nèi)血液流動(dòng)雙向流固耦合計(jì)算
案例7：閥門開啟過程的雙向流固耦合
案例8：罐車制動(dòng)過程液體沖擊力的流固耦合計(jì)算
流-熱-固體耦合計(jì)算
理解流-熱-固耦合基本過程，掌握單向流-熱-固耦合的計(jì)算方法
流-熱-固耦合計(jì)算的基本思路
展開 【11月16-19日 ?西安】流-熱-固多場耦合工程實(shí)例模型計(jì)算原理與數(shù)值模擬方法
流-熱-固多場耦合工程實(shí)例模型計(jì)算原理與數(shù)值模擬方法
14個(gè)實(shí)例模型課程中人手一機(jī)操作指導(dǎo)
案例01：電路板芯片發(fā)熱的熱應(yīng)力計(jì)算
案例02：盤式制動(dòng)器制動(dòng)過程摩擦生熱計(jì)算
案例03：換熱器單向流熱耦合（共軛傳熱）
案例04：水中移動(dòng)熱源的雙向流熱耦合
案例05：傳感器探針的單向流固耦合
案例06：風(fēng)載荷作用下廣告牌的單向流固耦合計(jì)算
案例07：結(jié)構(gòu)入水的VOF+FSI耦合計(jì)算
案例08：流體流動(dòng)作用下結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度計(jì)算（風(fēng)載；水流壓力）
案例09：風(fēng)機(jī)流固耦合模態(tài)計(jì)算
案例10：三通管接頭流固熱耦合計(jì)算
案例11：飛機(jī)機(jī)翼顫振的雙向流固耦合計(jì)算
案例12：強(qiáng)迫對(duì)流雙向流-熱耦合散熱計(jì)算
案例13：閥門開啟過程的雙向流固耦合
案例14：罐車制動(dòng)過程液體沖擊力的流固耦合計(jì)算
課程差異化
1、專注CAE仿真計(jì)算，13年大量的工程案例積累
2、6000多學(xué)員反饋、提煉的精選內(nèi)容與實(shí)例，形成的版權(quán)課程體系
3、有自己的超算中心，有豐富的項(xiàng)目案例庫
主講專家
首席專家，力學(xué)博士，17年的軟件工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；長期從事有限元領(lǐng)域國家重大項(xiàng)目研究，獲得專利11項(xiàng)，開發(fā)軟件4項(xiàng)，具有資深的技術(shù)底蘊(yùn)和專業(yè)背景；擅長靜力學(xué)，模態(tài)分析，隨機(jī)振動(dòng)/譜分析，瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)時(shí)程分析，轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析、線性/非線性后屈曲分析，斷裂力學(xué)分析，壓電分析，熱分析，顯式動(dòng)力學(xué)分析，流體力學(xué)分析，多場耦合分析，ANSYS二次開發(fā)等仿真分析。善于利用ANSYS進(jìn)行二次開發(fā)解決特定領(lǐng)域科研/工程問題。
展開 【3月29日-4月1日 上海】流-熱-固多物理場耦合高級(jí)技術(shù)培訓(xùn)
實(shí)例模型課程中人手一機(jī)操作指導(dǎo)
實(shí)例1：電路板芯片發(fā)熱的熱應(yīng)力計(jì)算
實(shí)例2：盤式制動(dòng)器制動(dòng)過程摩擦生熱計(jì)算
實(shí)例3：平板對(duì)焊焊接及殘余應(yīng)力分析
實(shí)例4：換熱器單向流熱耦合（共軛傳熱）
實(shí)例5：水中移動(dòng)熱源的雙向流熱耦合
例6：傳感器探針的單向流固耦合
實(shí)例7：風(fēng)載荷作用下廣告牌的單向流固耦合計(jì)算
實(shí)例8：結(jié)構(gòu)入水的VOF+FSI耦合計(jì)算
實(shí)例9：風(fēng)機(jī)流固耦合模態(tài)計(jì)算
實(shí)例10：三通管接頭流固熱耦合計(jì)算
實(shí)例11：閥門開啟過程的雙向流固耦合
實(shí)例12：罐車制動(dòng)過程液體沖擊力的流固耦合計(jì)算
給方法解決以下關(guān)鍵問題：
1、有限元分析關(guān)鍵在于結(jié)果的可用性，有豐富的工程案例積累，帶問題到現(xiàn)場答疑解惑；
2、通過12個(gè)模型現(xiàn)場操作訓(xùn)練，解決各類工程中遇到的結(jié)構(gòu)振動(dòng)與沖擊問題；
3、多維度、多角度強(qiáng)化認(rèn)知、懂每一步驟的設(shè)置又清楚每一步設(shè)置背后的原理；
4、詳細(xì)講解流-熱-固耦合計(jì)算的原理；詳細(xì)講解軟件每一步設(shè)置的含義和工程應(yīng)用中的注意事項(xiàng)。
本質(zhì)問題與差異化
1、工程案例積累：專注CAE仿真計(jì)算，有大量的工程案例
2、關(guān)注計(jì)算結(jié)果：把仿真分析結(jié)果運(yùn)用到產(chǎn)品中是核心理念
3、師資與專屬權(quán)：7000多學(xué)員反饋、提煉的精選內(nèi)容與實(shí)例，形成版權(quán)課程體系
4、問題響應(yīng)參與：自主師資與合伙人模式，可直接對(duì)接客戶問題，即時(shí)做出響應(yīng)
5、效果保障措施：所有學(xué)員提供高配筆記本、模型、電子資料、操作軟件
主講專家
12年專注CAE技術(shù)工程應(yīng)用方法，為客戶提供系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量提升和優(yōu)化的技術(shù)方案，具備上百例的工程問題解決經(jīng)驗(yàn)，熟悉CAE技術(shù)應(yīng)用過程中的難點(diǎn)與關(guān)鍵點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)提供有價(jià)值的CAE技術(shù)服務(wù)。
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【年終系列實(shí)例EX5】流體作用下彎曲管道濕模態(tài)分析
流體作用下彎曲管道濕模態(tài)分析
1 實(shí)例說明
濕模態(tài)分析實(shí)際上是在單向流固耦合計(jì)算基礎(chǔ)上進(jìn)行的預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析。本例接案例4單向流固耦合計(jì)算（地址：http://forums.caenet.cn/showtopic-621848.aspx），開展彎曲管道在流體作用下振動(dòng)模態(tài)分析。
2 干模態(tài)計(jì)算
先考慮干模態(tài)分析（不考慮流體在管道中的流動(dòng)）。計(jì)算流場如圖1所示。去掉案例3中的流體計(jì)算，利用案例3中的固體計(jì)算網(wǎng)格。
圖 1模態(tài)計(jì)算
雙擊C5單元格進(jìn)入模態(tài)分析模塊。點(diǎn)擊Modal節(jié)點(diǎn)下Analysis Settings子節(jié)點(diǎn)，在下方的屬性欄設(shè)置框中設(shè)置Max Models to Find為6，尋找模型的6階模態(tài)。如圖2所示。
圖 2設(shè)置模態(tài)階數(shù)
計(jì)算得到各階頻率如圖3所示。
圖 3各階頻率
3 濕模態(tài)計(jì)算
數(shù)據(jù)流程如圖4所示。
圖4濕模態(tài)數(shù)據(jù)流程
3.1 計(jì)算模型
鼠標(biāo)雙擊D5單元格進(jìn)入模態(tài)分析設(shè)置。
如圖5所示，點(diǎn)擊Static Structural，在下方屬性欄設(shè)置中選擇Large Deflection為On，開啟大變形設(shè)置，這樣才能在計(jì)算模態(tài)過程中考慮到力的作用。
圖 5開啟大變形
從圖6所示可以看出，軟件自動(dòng)設(shè)置為預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析。
圖 6模型樹菜單
點(diǎn)擊Modal樹菜單下節(jié)點(diǎn)Analysis Settings，在屬性框中進(jìn)行如圖7所示設(shè)置。
圖 7設(shè)置模態(tài)搜索參數(shù)
進(jìn)行求解計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如圖8所示，可以看到每一階的頻率。
圖 8模態(tài)計(jì)算結(jié)果
可以選擇所有的模態(tài)頻率，點(diǎn)擊右鍵，選擇菜單Create Mode Shape Results，如圖9所示查看各階振型。
展開 workbench中fluent和structural進(jìn)行單向流固耦合計(jì)算(FSI)，波浪沖擊固定桿 ￥80
波浪及橫桿應(yīng)力動(dòng)畫
橫桿形變
形變?cè)茍D
橫桿受流體的作用力
橫桿應(yīng)力云圖
計(jì)算過程文件、結(jié)果文件及需要用到的udf文件
全流程操作視頻，從創(chuàng)建幾何開始直到全部計(jì)算完成
FLUENT動(dòng)網(wǎng)格案例之十八：基于Fluent19的雙流固耦合仿真計(jì)算 ￥9
基于Fluent19的雙流固耦合仿真計(jì)算
在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)算中，介紹了基于FLUENT19線彈性求解模塊的單向流固耦合仿真內(nèi)容。其實(shí)，雙向流固耦合的仿真也能在FLUENT19完全實(shí)現(xiàn)。本算例為管道內(nèi)垂直襟翼在湍流激勵(lì)下的變形計(jì)算，并且啟用FLUENT的結(jié)構(gòu)模型來模擬由于流體流動(dòng)而導(dǎo)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(dòng)影響結(jié)構(gòu)的變形，反過來，結(jié)構(gòu)的變形也嚴(yán)重影響流體的流動(dòng)狀態(tài)。本算例中Fluent將執(zhí)行所有的結(jié)構(gòu)計(jì)算(而不是使用單獨(dú)的結(jié)構(gòu)程序)，并耦合流場仿真計(jì)算，因而是雙向流固耦合仿真。界面區(qū)域局部網(wǎng)格
固體區(qū)域設(shè)置和流固耦合界面設(shè)置與單向耦合是完全一致的
增加的為動(dòng)網(wǎng)格設(shè)置(也就是結(jié)構(gòu)變形對(duì)流場的反饋?zhàn)饔靡詣?dòng)網(wǎng)格算法實(shí)現(xiàn)的動(dòng)邊界體現(xiàn)）
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展開 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模型及應(yīng)力場模型，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作用下變形固體的各種行為以及固體變形對(duì)流場的交互影響。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。
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