海洋結構流固耦合振動的案例
Optistruct "附連水質量"流固耦合的振動模態分析
虛質量法(或附連水質量)：
大型商用的虛質量分析方法大概是在1970年代在計算油箱等流固耦合部件的高頻響應時提出的。
?濕表面和干表面：
?濕表面(wetted surface)：結構和液體相接觸的表面
?干表面(dry surface)：結構不與液體接觸的表面
?虛質量法主要用來考慮水動力效應(hydrodynamic effects)對結構響應的影響：液體會在濕表面產生附加質量，因此會對結構振動有影響。
?因此可以認為，虛質量法只考慮流體質量對結構的影響。需要了解的是，該質量不是流體的實際質量，而是等效附加質量，因此稱為“虛質量”，或者“附連水質量”。
?此外，既然是“虛”質量，則該方法不需要對流體區域劃分流體網格，簡化了前處理。
虛質量法的應用領域：
虛質量法的基本假設：
?流體無粘、無旋
?流體不可壓縮
?同一流域具有統一的密度，同一流域不能具有兩種或以上非溶性液體
?有界流體(內部流體)必須具有流體自由面
?封閉的內部流體，需要考慮壓力波的影響。虛質量法不考慮壓力波影響。
?無界流體(外部流體)可以有自由面、可以沒有
?自由面零壓強假設
?虛質量法具有自由液體面時，自有液體面上的壓強假設為零
?不考慮重力
?不考慮晃蕩、流體表面波、湍流、渦旋等
?即假設晃蕩的頻率低于結構的基頻
?不考慮非線性效應、氣彈效應
虛質量法流固耦合示意圖：
與聲場分析的區別：
單流域案例：
單流域案例前十階頻率：
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展開 基于LSDYNA的流固耦合模擬滑坡/泥石流ALE與結構FEM之間的撞擊 ￥150
以下為模擬的案例：
無結構阻擋得模擬結果：
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有結構物耦合作用的：
基于LS-DYNA及FLUENT的板殼結構流固耦合分析
本文采用ANSYS顯示動力分析模塊LS-DYNA及流場分析模塊FLUENT，對水下的板殼結構運動及其界面的流固耦合現象進行了仿真分析。流場計算得到的界面壓強數據以外載荷的形式施加于結構表面，使其產生位移及變形；同時，結構的變化又進一步影響了流場的分布。通過往復的雙向耦合迭代，得到了板殼結構的動力學響應以及流場的分布情況。仿真結果與試驗結果的對比表明，此方法適用于解決兼有大位移及較大變形特征的流- 固耦合問題。
1 前言
在自然界中，流-固耦合現象廣泛存在于航空、航天、汽車、水利、石油、化工、海洋以及生物等領域。很多實際問題中流體載荷對于結構的影響不可忽略；同時，結構的位移和變形也會對流場的分布產生重要影響。例如各種水下運動機構都需要考慮這種現象。
板殼是基本的結構單元，研究其與流體相互作用的過程的仿真方法對水下結構的設計具有一定的指導意義。文獻利用ANSYS/LS-DYNA對板殼結構在水下爆炸沖擊載荷作用下的動力學響應進行了仿真分析和試驗研究，文獻對窄流道中柔性單板流致振動引起的流-固耦合問題進行了數值模擬，但以上文獻所進行的分析均為板殼結構處于約束狀態下的平衡位置附近的振動耦合分析。利用ANSYS靜力學分析模塊以及CFX或FLUENT等流體分析模塊對有固定約束條件的板殼結構進行流-固耦合分析的實例已經很多，ANSYS Workbench中也有這方面的耦合實例。但是對于流體沖擊引起結構的大位移以及較大變形的動力學分析目前還不完善，有待進一步的研究。因此本文應用大型通用有限元分析軟件ANSYS13.0中的顯示動力分析模塊LS-DYNA以及流體分析模塊FLUENT，對受流體沖擊作用下兼有大位移及較大變形的板殼結構的流-固耦合作用進行了仿真分析。
展開 基于結構化sale方法的爆炸沖擊流固耦合研究
S-ALE（structured ALE結構化ALE）算法的優點如下：
1）網格生成更簡單，可以內部自動生成ALE結構化正交網格，無需前處理進行建模及網格劃分，只需要k文件添加相應的關鍵字即可；
2）需要更少內存；
3）計算時間比傳統ALE減少1/3；
4）并行效率更高，SMP、MPP、MPP混合并行等；
5）非常穩健。
2.幾何模型
首先利用workbench的dm模塊建立幾何模型，幾何模型僅僅為固體模型鋼板，如下圖所示：
炸藥和空氣，均在k文件中添加。
3.材料
靶板采用彈塑性本構。
具體的材料本構參數如下：
*MAT_PLASTIC_KINEMATIC
1 7.80 2.00 0.300000 0.355E-02 0.400E-02 0.100
0.00 0.00 0.350
4.單元及有限元網格
采用lagrange算法，在workbench下劃分鋼板的網格，網格尺寸為1cm。采用六面體網格。網格如下圖所示：
5.單位制選擇cm-g-us，并輸出k文件
6.流固耦合定義
$流固耦合
*set_part_list
2
9
$9為流體SALE part號
*set_part_list
1
1
$1為結構鋼殼part號
*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID
1 2 0 0 2 4 1 0
$
7.水、空氣及炸藥的單元、材料、part定義
通過關鍵字定義空氣單元、材料、part等。
展開 
基于流固耦合的旋葉式壓縮機排氣閥片振動噪聲預估與試驗
摘要：為揭示旋葉式壓縮機排氣閥片振動特性，建立閥片單質點模型。①研究排氣工況、幾何參數與閥片振動位移的關系，得到升程限制器改進結構；而后，建立改進閥片排氣結構流固耦合模型，研究閥片流動特性；②基于流場湍流參數建立排氣閥片寬頻噪聲模型，研究改進閥片噪聲分布規律，借助旋葉式壓縮機噪聲實驗臺，對改進前后壓縮機整機噪聲進行測試。研究表明：改進閥片參數，有效提高了平貼時間，降低了閥片振動速度峰值；閥片工作中消氣槽流場處存在負壓區域，閥片關閉時排氣孔處流場存在回流現象；排氣結構氣動噪聲源主要集中在閥片與閥座發生撞擊的表面和消氣槽附近；改進后壓縮機部分頻域段降噪明顯降低，后部場點噪聲幅值降低最大達6%。
1 旋葉式壓縮機排氣閥片運動規律
1.1 排氣結構工作原理
某圓弧-簡諧曲線組合型旋葉式壓縮機的基本結構，如圖1(a)所示。該壓縮機為雙工作腔旋葉式壓縮機，它是由轉子、缸體、葉片、前后端蓋、排氣閥片、升程限制器等組成。隨著轉子的旋轉，轉子槽內的葉片由于離心力的作用與氣缸內表面相貼，將缸體分成五個基元腔。其中轉子每旋轉一周，每個基元腔完成兩次工作過程，由排氣閥片、升程限制器等組成的排氣結構完成兩次排氣。某汽車空調旋葉式壓縮機排氣結構示意圖，如圖1(b)所示。該排氣閥片為雙簧 片式舌簧閥，升程限制器結構為單曲率直線型，即一段直線和一段圓弧組成。
圖1 排氣結構
Fig.1 Exhaust structure diagram
(1) 吸氣階段：旋葉式壓縮機并未設置吸氣閥片，工作時缸體與進氣口相通，腔內壓力恒定為吸氣壓力ps，當基元容積達到最大時，吸氣終止。
展開 結構流體 | Workbench&Fluent家用風扇流固耦合動力學評估，限時免費
有限元分析在工業行業中的應用日漸廣泛，從結構的強度、振動、疲勞、優化，到結構的流固、熱力、電熱磁等多物理場耦合分析，并且復雜裝配體系統分析、多物理場耦合分析等復雜分析逐漸成為行業發展趨勢。
單一簡單零部件的分析已不再能夠滿足工作需求，對于一名工業研發工程師而言，這無疑增加了我們的工作難度，但同時也是一波紅利期，這些分析崗位的薪資普遍都比較高，以下是某招聘網站找到的幾個仿真分析崗位。
以上高薪工作崗位均需具有結構流體等方面的相關分析技術，但作為研發工作人員的我們，一個結構場或者流場分析的學習已經足夠困難，二者幾乎不可得兼。實際并非如此，結構場的分析與流場的分析學習并非毫無關聯。
本次訓練營課程將以小家電領域產品-風扇為例，為大家揭開結構場、流場分析的神秘面紗，介紹其中分析的關鍵技術難點以及相關行業現狀，為大家的軟件技術、就業方向打開一條通天大道。
展開 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 駕駛室結構振動及其聲固耦合噪聲響應分析
駕駛室結構振動及其聲固耦合噪聲響應分析
劉 鵬,劉 更,惠 巍
(西北工業大學機電學院,西安 710072)
摘 要:利用有限元分析軟件ANSYS和聲學分析軟件SYSNO ISE對卡車駕駛室的振動與內部聲場耦合做了數值計
算分析研究。介紹了振動頻響分析方法,動力學計算與聲學邊界元模型耦合的具體步驟。通過計算分析,分別研究
了駕駛室結構的聲固耦合模型與非耦合模型對室內聲場的影響,從而找出在不同的壁板厚度條件下,聲固耦合作用
對室內噪聲的影響,以及駕駛室內聲場的變化規律。
關 鍵 詞:駕駛室;振動;聲學;有限元;邊界元;聲固耦合
駕駛室結構振動及其聲固耦合噪聲響應分析.pdf
展開 結構仿真工程師補流體基礎并學Abaqus流固耦合，求操作與理論并重課程推薦
強烈推薦你選擇 技術鄰“ABAQUS 項目導航定制培訓” 中的流固耦合相關課程，該課程完全契合 “操作與理論并重” 的核心需求，能從基礎幫你搭建流固耦合分析能力體系。
一、技術鄰課程核心適配性
作為專注于工程仿真領域的專業平臺，技術鄰推出的 “ABAQUS 項目導航定制培訓” 課程，從課程設計、內容覆蓋到服務模式，全方位匹配結構仿真工程師 “補流體基礎 + 學流固耦合 + 重操作與理論” 的核心需求，是針對性極強的學習選擇。
二、流體基礎補充：從理論到認知銜接
考慮到你以結構仿真為背景，流體基礎相對薄弱，技術鄰課程在理論教學環節專門設計了 “流體基礎 - 流固耦合理論 - 工程應用” 的遞進式內容體系，幫你平穩過渡：
1. 流體基礎理論鋪墊：課程并非直接深入復雜的流體力學公式推導，而是從流固耦合分析必需的基礎概念入手，結合結構工程師熟悉的力學邏輯，講解流體的粘性、壓縮性、壓力傳遞特性，以及流場與結構場交互的基本原理（如作用力與反作用力在耦合界面的傳遞規律）。例如，通過對比固體結構的應力應變關系，類比講解流體的壓力 - 速度關系，幫你快速建立流體力學的核心認知，為后續耦合分析打下基礎。
2.
展開 WorkBench平臺下兩圓管雙向流固耦合分析（考慮結構變形）
核工業及其他行業領域越來越重視流固耦合作用帶來的影響，本案例以最具代表性的細長圓管為例，分析在流體力的激勵下，往復顫振的效果，并考慮固體圓管的變形。
流體介質為水，圓管材料為鋼，以下為核心的仿真流程和結果。
創建雙圓管及外流場的幾何模型
一、流體求解設置
（1）網格劃分：抑制2個固體圓管，對流場區域的網格進行劃分，并進行邊界命名，包括入口、出口、圓柱面等。
（2）求解設置。給定介質材料為水，并設置邊界條件，采用速度入口、outflow出口。
（3）動網格區域設置。
（4）時間步控制。
二、結構求解設置
（1）網格劃分。抑制流體區域網格，對結構網格進行劃分，并重命名。
（2）約束和邊界設置。對兩端圓柱面施加固定約束，對圓柱面定義流固耦合面。
（3）求解設置。設置求解時間步等信息。
三、流固耦合System Coupling設置
（1）耦合求解時間設置。
（2）定義流固數據傳遞。
（3）定義流、固計算順序。
四、仿真結果
（1）截面網格
（2）截面速度
（3）渦
（4）圓柱變形和振動
展開 【9月21-23日 鄭州 斯姆勒】結構/流體傳熱、流熱固耦合及熱疲勞分析工程應用高級培訓
四、時間地點：
2019年9月21-23日 鄭州
（共四天，第一天報道，上課三天）
一、課程亮點和創新點分析
（一）在授課專家選擇上，授課專家為從事多年CAE工程經驗的博士學位專家授課，能夠從仿真理論、項目工程經驗等多維度進行詳細和深度講解；
（二）在內容設計上，該課程基本涵蓋了工程結構傳熱、流體傳熱、流固熱多場耦合分析的應用各個方面，包括熱分析基本原理、工程結構傳熱建模方法、線性/非線性傳熱、熱應力分析技巧和評價標準，也涵蓋了工程焊接傳熱分析及殘余應力分析、熱斷裂分析、熱疲勞分析、流固熱多場耦合分析等熱點難點問題解決方案的高級應用；
（三）在授課方式上，課程培訓采用理論和軟件案例操作相結合的方法，全面細致地講解工程結構傳熱、流體傳熱及流固熱多場耦合分析等應用問題，讓培訓學員既掌握學科理論，又具備工程問題的解決能力，幫助科研院所、企業在工程結構應用上解決“魚”和“漁”問題。
六、課程大綱：
展開 
fluent仿真中對于螺旋管道結構在設置流固耦合時為什么設置不出來？
fluent仿真中對于螺旋管道結構在設置流固耦合時為什么設置不出來？
8月23-25日 北京 | 結構/流體傳熱、流熱固耦合及熱疲勞分析工程應用高級培訓
點擊報名：http://jishulink.mikecrm.com/gYaP84Y
6月11-13日 南京 斯姆勒 | LS-DYNA結構沖擊、爆炸及流固耦合顯示動力學分析高級專題培訓
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主講老師
寧老師，斯姆勒首席專家，西安交通大學航空航天學院力學博士，多年上市機械企業結構負責人，18年的軟件工程應用經驗；長期從事有限元領域國家重大項目研究，發表論文20余篇，獲得專利11項，開發有限元軟件4項，具有資深的技術底蘊和專業背景；擅長靜力學，模態分析，隨機振動/譜分析，隱/顯式動力學分析，轉子動力學分析、疲勞分析，線性/非線性屈曲分析，斷裂力學分析，壓電分析，復合材料分析，熱分析，流體力學分析，多場耦合分析，ANSYS二次開發等仿真分析。善于利用ANSYS進行二次開發解決特定領域科研/工程問題。
- 04 -
課程亮點和創新點分析
(一) 在授課專家選擇上，授課專家為從事多年CAE工程經驗的博士學位專家授課，能夠從仿真理論、項目工程經驗等多維度進行詳細和深度講解；
(二) 在內容設計上，該課程基本涵蓋了工程結構疲勞分析的應用各個方面，包括結疲勞分析基本原理、疲勞分析計算流程、SN曲線估計、疲勞分析技巧和評價標準，也涵蓋了結構焊縫的計算、蠕變疲勞、流固熱多物理場作用下的疲勞分析及疲勞裂紋計算方法等熱點難點工程問題解決方案的高級應用；
(三) 在授課方式上，課程培訓采用理論和軟件案例操作相結合的方法，全面細致地講解工程結構疲勞分析等應用問題，讓培訓學員既掌握學科理論，又具備工程問題的解決能力，幫助科研院所、企業在工程結構應用上解決“魚”和“漁”問題。
展開 【9月21-23日 鄭州 斯姆勒】結構/流體傳熱、流熱固耦合及熱疲勞分析工程應用高級培訓
各企事業單位：
傳熱現象廣泛存在于工程結構中，覆蓋于各個行業的應用，但是由于熱分析牽涉多場耦合計算等特點，使得設計人員難以處理復雜的熱、結構、流體的耦合計算問題。目前對于這方面的系統性培訓比較缺乏，本培訓基于ANSYS Workbench軟件深入講解傳熱分析的基本原理，求解方法和傳熱分析的解決方法。為了讓廣大結構設計人員掌握ANSYS Workbench平臺下傳熱分析這個強大的傳熱分析的模塊，斯姆勒數值仿真技術研究院特開設了“結構/流體傳熱、流熱固耦合及熱疲勞分析工程應用高級培訓”課程。具體內容如下：
一、培訓目標：
（一）、理解結構傳熱分析的計算原理；
（二）、掌握ANSYS workbench軟件的使用功能和操作流程；
（三）、掌握結構/流體傳熱分析的計算方法和分析技巧；
（四）、掌握解決流體、結構和熱多場耦合耦合、熱疲勞、熱斷裂計算等熱點問題；
（五）、培養獨立工程結構的熱力學分析能力。
二、增值服務：
1、贈送培訓同屏錄制高清視頻（價值2680元）
2、贈送資料包；
3、一個單位同時報名2人享有9折優惠； 一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優惠；持本人學生證享有8.5折優惠。
三、主講老師簡介：
寧老師，斯姆勒首席專家，西安交通大學航空航天學院力學博士，多年上市機械企業結構負責人，18年的軟件工程應用經驗；長期從事有限元領域國家重大項目研究，發表論文20余篇，獲得專利11項，開發有限元軟件4項，具有資深的技術底蘊和專業背景；擅長靜力學，模態分析，隨機振動/譜分析，隱/顯式動力學分析，轉子動力學分分析、疲勞分析，線性/非線性屈曲分析，斷裂力學分析，壓電分析，復合材料分析，熱分析，流體力學分析，多場耦合分析，ANSYS二次開發等仿真分析。善于利用ANSYS進行二次開發解決特定領域科研/工程問題。
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