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本文將執(zhí)行一個(gè)單向流固耦合分析流程，先在Hypermesh前處理器進(jìn)行流體域的建立和CFD網(wǎng)格劃分，然后導(dǎo)入至Fluent求解器進(jìn)行流場(chǎng)計(jì)算，得到流體與固體界面的壓強(qiáng)信息，隨后將Fluent中計(jì)算得到的壓力信息映射至結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上，并使用Optistruct求解器進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)分析。

? 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(shuō)明后續(xù)的流固耦合計(jì)算過(guò)程。 ?

自定義平面和多孔介質(zhì)用于表達(dá)式 求解器功能改進(jìn) 1）多GPU求解器2022 R1版本的Fluent，推出了一個(gè)全新的多GPU求解器，盡管還是Beta功能，有一定的應(yīng)用局限，但是測(cè)試結(jié)果顯示出了驚人的結(jié)果。

RCWA 和 STACK 仿真的設(shè)置也遠(yuǎn)比 FDTD 仿真簡(jiǎn)單，從而降低了仿真設(shè)置不當(dāng)?shù)目赡苄浴?duì)于平面波光源入射到多層結(jié)構(gòu)的仿真，若各層在橫向上是均勻的，則可以使用 STACK 求解器。若各層在橫向上非均勻但具有周期性，則可以使用 RCWA 求解器。若各層在橫向上不具有周期性，則必須使用 FDTD 求解器。

圖2 伴隨敏感性示例 2、求解過(guò)程 圖3 伴隨求解過(guò)程 ANSYS Fluent伴隨求解器介紹 1、支持的物理模型 ? 網(wǎng)格：求解器支持所有網(wǎng)格類(lèi)型，包括六面體、四面體、楔形單元、多面體。 ? CFD求解器：穩(wěn)態(tài)，壓力基求解器，包括分離和耦合求解器。

在Fluent中，Ansys專(zhuān)家使用可實(shí)現(xiàn)的k-e湍流模型和基于壓力的偽瞬態(tài)耦合求解器，并使用1.4億個(gè)單元的六面體核心網(wǎng)格對(duì)賽車(chē)進(jìn)行了分析。他們?cè)?種不同的AWS實(shí)例類(lèi)型上運(yùn)行了該仿真，這些實(shí)例具有10種不同的配置，具有不同的處理器、內(nèi)核數(shù)量、RAM和處理速度設(shè)置。

軟件會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建接觸，無(wú)需單獨(dú)設(shè)置即可，流場(chǎng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別為接觸面。 關(guān)閉該模塊進(jìn)入fluent模塊，雙擊對(duì)應(yīng)模塊即可進(jìn)入流體模塊。 3. 求解設(shè)置與邊界條件材料屬性與求解器配置材料庫(kù)設(shè)置，在Fluent中雙擊空氣材料（Air），可以設(shè)置對(duì)應(yīng)材料屬性。

包含單元以鏈接至Ansys Fluent組件系統(tǒng)，使用Fluent求解器設(shè)置并運(yùn)行氣流分析，使用DROP3D求解器設(shè)置并運(yùn)行滴落分析，使用ICE3D求解器設(shè)置并運(yùn)行結(jié)冰分析，基于冰層堆積顯示網(wǎng)格，在CFD-Post或Viewmerical中進(jìn)行可視化后處理要在工具箱中顯示本系統(tǒng)，需安裝FENSAPICE-WB應(yīng)用擴(kuò)展，位于[InstallDirectory]\ANSYS Inc\v212\fensapice

本腳本針對(duì)abaqus求解器開(kāi)發(fā)，可一鍵完成電池pack國(guó)標(biāo)要求工況邊界條件的設(shè)置，可極大提高FEA工程人員的效率，減輕工作負(fù)擔(dān)。</p><p>腳本使用方法：</p><p>1、將前處理軟件生成的*.inp網(wǎng)格文件導(dǎo)入abaqus中打開(kāi)。

2、 求解器設(shè)置 3、 模型設(shè)置 3.1 湍流模型-大渦LES模型 在2D求解器中，LES模型是隱藏的，就是你打開(kāi)湍流模型面板是找不到的。在文本窗口中輸入下面命名“(rpsetvar 'les-2d?' #t)”，鍵盤(pán)回車(chē)鍵。命令輸入要英文狀態(tài)，括號(hào)也要輸入，還有一點(diǎn)就是不能復(fù)制黏貼輸入，只能手動(dòng)敲鍵盤(pán)輸入才有效，本人親測(cè)過(guò)了，Fluent版本是15.0。

wx_fmt=jpeg" width="100%"> </p><p><br></p><p><strong>1.3 融化凝固模型限制</strong></p><p><br></p><p>使用限制：</p><p>1.只能與基于壓力的求解器一起使用；不適用于基于密度的求解器。</p><p>2.不能用于可壓縮流動(dòng)。

這幾個(gè)是比較重要的，無(wú)論對(duì)什么樣的工況基本都需要設(shè)置這幾個(gè)方面。其他的Cell Zone Condition是用來(lái)設(shè)置流體和固體區(qū)域，對(duì)于比較簡(jiǎn)單的模型，不必設(shè)置。</p><p><br></p><p><strong>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;第二部分是求解器的設(shè)置圖3，</strong>剛開(kāi)始學(xué)習(xí)同學(xué)可以只關(guān)注最后一項(xiàng)-Run Calculation，也就是運(yùn)行計(jì)算。

4.2 求解器設(shè)置使用Mesh或ICEM-CFD等軟件對(duì)物理模型劃分好網(wǎng)格后，需要導(dǎo)入到Fluent軟件中進(jìn)行一些列的操作，很復(fù)雜很復(fù)雜，但是本質(zhì)上都圍繞一個(gè)原則---求解偏微分方程組。這部分是我們后面的重點(diǎn)，這里不再贅述。

Fluent Aero對(duì)于飛行器外氣動(dòng)的設(shè)置感覺(jué)還是比較便捷的，尤其是可以根據(jù)不同的飛行高度自動(dòng)計(jì)算環(huán)境壓力和溫度。比Fluent經(jīng)典模式提供了很多飛行器外氣動(dòng)專(zhuān)有結(jié)果分析和不同DP的比較。不過(guò)前處理方面要依賴(lài)Fluent Meshing，而且仍然是基于傳統(tǒng)有限體積法的外氣動(dòng)分析。一般應(yīng)對(duì)復(fù)雜大模型的外氣動(dòng)分析，如果有條件，最合適的選擇可能還是LBM方法。

相關(guān)設(shè)置如圖7所示。 （a）求解器設(shè)置 （b）求解器設(shè)置圖7.求解方法設(shè)置以及求解步數(shù)需要注意的是，時(shí)間步長(zhǎng)是瞬態(tài)計(jì)算中最重要的參數(shù)，瞬態(tài)計(jì)算的步驟通常比較多，我認(rèn)為造成此現(xiàn)象有兩個(gè)原因：時(shí)間步長(zhǎng)小以及為了有足夠的流動(dòng)時(shí)間。時(shí)間步長(zhǎng)的問(wèn)題在網(wǎng)上已有公式可以大概估算：網(wǎng)格最小長(zhǎng)度與這個(gè)方向的流體速度的比值。

分離求解器為simple、simplec和PISO，耦合求解器為coupled，可以采用coupled； 5. 嘗試調(diào)整Courant數(shù)；2. 非耦合求解（Segregated）方法主要用于不可壓縮或壓縮性不強(qiáng)的流體流動(dòng)，耦合求解用于高速可壓縮流動(dòng)。