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關(guān)鍵詞：FLUENT，多通道，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，計(jì)算流體力學(xué)，流場(chǎng)特性利用FLUENT軟件對(duì)多通道裝置進(jìn)行數(shù)值模擬。通過數(shù)值模擬手段對(duì)其幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，探索得到其最優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)，主要評(píng)價(jià)指標(biāo)為壓降和單通道流量。以某一確定結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)的多通道裝置為例進(jìn)行以下數(shù)值模擬流程介紹。

流固耦合問題是流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，CFD）與固體力學(xué) （Computational Solid Mechanics，CSM）交叉而生成的一門力學(xué)分支，同時(shí)也是多學(xué)科或多物理場(chǎng)研究的一個(gè)重要分支，它是研究可變形固體在流場(chǎng)作用下的各種行為以及固體變形對(duì)流場(chǎng)影響這二者相互作用的一門科學(xué)。了解流固耦合對(duì)于許多產(chǎn)品的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

–VC Chong, 前工程經(jīng)理 Tokyo Seiki模流分析的過程中有許多項(xiàng)目，可依據(jù)不同觀點(diǎn)和需求另外提出討論。就模具製造廠商的角度而言，由於模具製造時(shí)間很短湊，因此明確的分析重點(diǎn)將是客戶在短時(shí)間內(nèi)解決問題的成功關(guān)鍵。

? 接上一篇博客，基于Hypermesh前處理與Fluent、Optistruct求解器的流固耦合分析（一）流場(chǎng)計(jì)算 ，目前已完成了從Hypermesh前處理到Fluent流場(chǎng)計(jì)算，獲得了流體結(jié)構(gòu)邊界面的壓強(qiáng)信息，本篇博客將繼續(xù)說明后續(xù)的流固耦合計(jì)算過程。 ?

圖3 仿真流動(dòng)圖 在進(jìn)行網(wǎng)格劃分后，通過多組數(shù)據(jù)模擬在導(dǎo)流片表面的流動(dòng)狀態(tài)，仿真分析中的流線作為模擬液體流動(dòng)的方向和方位，在模擬混合油流動(dòng)時(shí)，混合油在與導(dǎo)流片接觸后，在一定的流速下，沿著導(dǎo)流片表面的曲線方向向前流動(dòng)，表面的多條方向的曲線組成不同的曲面，導(dǎo)流片的曲面方向改變了上面孔中豎直向下的混合油方向，而上面管道孔中的混合油在不停地向?qū)Я髌斔突旌嫌?，液體沿著導(dǎo)流片設(shè)定的方向連續(xù)流動(dòng)，從而形成了混合油特定流向的液體流

有關(guān)多階段建模策略，請(qǐng)參見《用戶指南》中的歐拉模型。ANSYS Fluent的歐拉多相模型無法區(qū)分流體-流體流和流體-固體（顆粒）多相流。顆粒流僅僅是涉及至少一個(gè)已被指定為顆粒相的相的流。ANSYS Fluent解決方案基于以下內(nèi)容：①所有階段均共享一個(gè)壓力。②求解每個(gè)階段的動(dòng)量和連續(xù)性方程。③以下參數(shù)可用于顆粒相：可以為每個(gè)固相計(jì)算顆粒溫度（固體波動(dòng)能量）。

首先是流動(dòng)，fluent提供了非常豐富的流動(dòng)模型，不僅可以模擬層流，同樣還可以模擬湍流，其中湍流提供了很多的模擬，比如著名的k-ε模型、Spalart-Allmaras 模型、k-ω模型、雷諾應(yīng)力模型（RSM）、大渦模擬模型（LES）等。模型的選擇和工況有關(guān)，當(dāng)模型選擇不合適的時(shí)候，計(jì)算結(jié)果可能不那么精確。

2 Fluent meshing 設(shè)置2.1 網(wǎng)格劃分 根據(jù)幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格劃分，交界面與柔性構(gòu)件處要適當(dāng)加密。3 FLUENT 設(shè)置使用fluent內(nèi)置的雙向流固耦合時(shí)不能通過workbench打開fluent?。?！

特別適合無人機(jī)設(shè)計(jì)工程師快速掌握復(fù)雜氣動(dòng)外形的工業(yè)級(jí)網(wǎng)格生成策略、CFD工程師學(xué)習(xí)多物理場(chǎng)仿真的網(wǎng)格適應(yīng)性優(yōu)化方法，以及航空航天領(lǐng)域研究人員構(gòu)建高升力構(gòu)型數(shù)值模擬的技術(shù)框架。 ?1 導(dǎo)入幾何模型 在固定翼無人機(jī)流場(chǎng)仿真中，Fluent Meshing的網(wǎng)格劃分流程始于幾何模型的預(yù)處理階段。

FLUENT+Mechanic：此組合只能求解單向耦合問題。先算流場(chǎng)，將壓力數(shù)據(jù)導(dǎo)入只mechanic計(jì)算應(yīng)力。 MPCCI：相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平臺(tái)，能耦合很多求解器，如fluent+abaqus，應(yīng)當(dāng)說是最專業(yè)的流固耦合平臺(tái)。 comsol：據(jù)說是專業(yè)的多物理場(chǎng)計(jì)算軟件，具體沒用過，不好說。

1風(fēng)扇流場(chǎng)分析 1.1案例介紹 風(fēng)扇可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻等很多場(chǎng)景，合理的風(fēng)扇設(shè)計(jì)將極大地提高風(fēng)扇的效率，但由于管道風(fēng)扇內(nèi)部流動(dòng)非常復(fù)雜，通過理論計(jì)算對(duì)其流動(dòng)進(jìn)行定性分析十分困難，風(fēng)洞試驗(yàn)雖然可以得到其流動(dòng)參數(shù)和噪聲特性，但也無法對(duì)流場(chǎng)內(nèi)部的流動(dòng)細(xì)節(jié)進(jìn)行描述。 本案例演示如何利用Fluent進(jìn)行風(fēng)扇流動(dòng)特性和噪聲特性計(jì)算。

同時(shí)，由于集成了多個(gè)產(chǎn)品，流固耦合的分析使用方法也變得多種多樣，比如可以通過Mechanical APDL Product Launcher設(shè)置基于MFX的雙向耦合分析，可以通過Mechanical APDL本身設(shè)置與CFX或FLUENT的單向耦合分析，可以通過ANSYS Workbench設(shè)置與CFX和FLUENT的單向耦合分析，通過ANSYS Workbench平臺(tái)設(shè)置ANSYS和CFX的雙向耦合分析

同年，Fluent 推出了AI/ML 人工智能 (AI)/機(jī)器學(xué)習(xí) (ML) 湍流調(diào)優(yōu)， 其中 GEKO 系數(shù)使用 ML 算法而不是手動(dòng)調(diào)優(yōu)。這使工程師能夠使用 SBES 等尺度分辨湍流模型來生成高保真解決方案。然后，他們可以使用 ML 在整個(gè) 3D 流場(chǎng)中調(diào)整 GEKO 系數(shù)，以便后續(xù)設(shè)計(jì)迭代可以使用速度快得多的 GEKO 模型，同時(shí)保持接近尺度解析解決方案的精度。

作品名稱：K-Clip治療三尖瓣反流的數(shù)值仿真研究：數(shù)量與植入位置的影響分析作者：復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與技術(shù)創(chuàng)新學(xué)院 | 居佳怡/劉暢/王盛章關(guān)鍵詞：K-Clip、三尖瓣反流、流固耦合仿真、手術(shù)規(guī)劃作者說LS-DYNA 強(qiáng)大的多物理場(chǎng)耦合能力，使結(jié)構(gòu)力學(xué)與血流動(dòng)力學(xué)的聯(lián)合分析得以高精度實(shí)現(xiàn)，能夠真實(shí)展現(xiàn)瓣膜在不同 K-Clip 植入策略下的形變過程及血流動(dòng)力學(xué)變化

CFD耦合設(shè)置：點(diǎn)擊CFD Coupling，下方的Coupling Mode下拉列表中選擇1-Way：Constant（Fluid-Particle），這便是穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)單向耦合離散元的方式。此時(shí)自動(dòng)彈出一個(gè)文件選擇的對(duì)話框，選擇之前由Fluent導(dǎo)出的.f2r文件即可。我們會(huì)發(fā)現(xiàn)CFD Coupling下多出一個(gè)1-Way Fluent，點(diǎn)擊它左下角會(huì)出現(xiàn)一個(gè)設(shè)置粒子受力模型的地方。