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本文將執行一個單向流固耦合分析流程，先在Hypermesh前處理器進行流體域的建立和CFD網格劃分，然后導入至Fluent求解器進行流場計算，得到流體與固體界面的壓強信息，隨后將Fluent中計算得到的壓力信息映射至結構網格上，并使用Optistruct求解器進行結構力學分析。

? 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）流場計算 ，目前已完成了從Hypermesh前處理到Fluent流場計算，獲得了流體結構邊界面的壓強信息，本篇博客將繼續說明后續的流固耦合計算過程。 ?

本案例適合哪些人學習：1、學習型仿真工程師2、理工科院校學生你會得到什么：1、學習三通管道的三維模型處理2、學習三通管道流固熱耦合分析步的建立3、學習三通管道流固熱耦合分析的載荷施加4、學習三通管道流固熱耦合載荷的施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.

模型簡介：考慮熱流固-損傷耦合效應，本案例建立了水力裂縫擴展模型，假設材料楊氏模量和抗拉強度滿足weibull分布，邊界施加應力條件，可運用于如下場景：1、干熱巖儲層壓裂，流體介質可選擇水和二氧化碳，實現壓裂過程裂縫動態擴展模擬；2、干熱巖儲層采熱開發，分析熱流固-損傷耦合效應對采熱的影響；3、深部頁巖儲層壓裂，實現水和二氧化碳壓裂裂縫擴展模擬；4、其他熱流固耦合問題。

本案例利用Fluent 內置雙向流固耦合FSI對液艙晃蕩仿真展開了計算，提供了一種更為便捷快速的分析方法，對不同楊氏模量的液艙內部構件進行分析，后續可以通過該案例對不同的雙向流固耦合模型展開計算分析。1 SCDM 設置1.1 導入幾何 本案例根據相關文獻，建立了對應的液艙幾何模型。

說起流固耦合，其實包含的范圍很寬。我們做流體，其實就包含了流場、溫度場、組分場等的計算。流固耦合包含的以下幾類問題：(1) 單向流固耦合。通常是忽略固體變形對流場的影響。(2) 雙向流固耦合。考慮流場對固體變形的影響，同時也要考慮固體形變對流場的影響。計算量很大，而且很難收斂。(3) 熱應力計算。這個主要是溫度與結構的耦合。

對有限元模型進行結構動力學分析時，需要考慮結構模型的慣性、剛度和阻尼特性。結構動力學分析包含眾多研究內容，不同的分析類型對應求解不同形式的方程。在流固耦合問題中，需要將流體域中的基本方程以及結構域的動力學方程進行聯立求解。交界面處應滿足流體與固體的位移、熱流量、溫度、應力等相等。

同時，由于集成了多個產品，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設置基于MFX的雙向耦合分析，可以通過Mechanical APDL本身設置與CFX或FLUENT的單向耦合分析，可以通過ANSYS Workbench設置與CFX和FLUENT的單向耦合分析，通過ANSYS Workbench平臺設置ANSYS和CFX的雙向耦合分析

8 流固熱耦合計算 （1）單擊主菜單中Solve→Run Calculation按鈕，彈出Run Calculation（運行計算）面板。在Number of Time Steps中輸入500，單擊Calculate開始計算。（2）計算收斂完成后，單擊單擊主菜單中File→Close Fluent按鈕退出FLUENT界面。

最后定義耦合面，定義流固交界面流體一側的三個面為interfacef2s，定義流固交界面固體一側的三個面為interfaces2f，面的選取如圖5 所示。

， 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。

在充氣過程中，傘衣的結構大變形與傘衣周圍流場變化的相互耦合是十分復雜的。因此，想要通過理論模型求解該過程是非常難以實現，而數值仿真技術將提供較好的解決思路。 降落傘的數值模擬是典型的流固耦合問題。解決該問題的主要思路是：應用計算流體動力學模擬降落傘的流場特征，通過結構有限元法模擬降落傘的結構特性，然后把兩者通過迭代耦合的方式結合起來，完成降落傘的數值模擬。

同時LS-DYNA在多物理場耦合方面也非常的友好，耦合效果和精度也較高。產品焊腳示意圖以及溫度場仿真結果利用LS-DYNA軟件對熱風焊工裝及產品進行建模，調用不可壓縮計算流體動力學（ICFD）流體仿真模塊，并耦合熱以及結構模塊，實現流-固-熱多物理場耦合仿真，在模型中對熱空氣流體及其環境件進行分析，獲得模型各處流體流動狀態、塑料產品焊腳的熱分布等結果。

2、熱—固耦合分析熱固耦合的基本思路是先進行熱傳導分析以獲取結構的溫度場，這個溫度場將作為結構分析的載荷的一部分，耦合分析將按照嚴格的順序進行，通常會先進行熱分析，熱分析影響后續的結構分析，而結構分析對熱分析則沒有影響。

濕模態分析具體設置步驟如下： 5、空調管路單向流固耦合分析 利用Fluent對流體在管路中的流動進行分析，計算出流體對管路的作用力，如壓力，在將作用力傳遞到結構分析中的管路內壁上，最后進行模態分析，該過程的后半段相當于預應力模態分析，即將靜力分析結果傳遞到模態分析中去。

圖17 顯示導入的流體載荷 圖18 應力計算結果 10總結 單向耦合計算思路很簡單，就是先算流體，然后將流體壓力作為載荷施加到固體上。 下載地址：ANSYS流固耦合分析與工程實例