fluent單項(xiàng)流固耦合

1、流固耦合(Fluid-solid in teraction ，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(chǎng)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))。ANSYSWorkbench中可以利用Flue nt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(chǎng)影響可以忽略，所考慮的

2、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 Flue nt - Static Structure 。連接圖如1所示。| SMS3WKGWW甲*T rnir CWi frw9-Tm*|r(HThjrRt$4wltal4片kW寸 j7總T1-圖1計(jì)算工程關(guān)圖2進(jìn)入DM建模2、進(jìn)入Flue nt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

3、保留 固體與流體模型。圖3實(shí)體模圖4固體模型圖5流體模型El Project 劍 ttodel (A3) Mesh3、進(jìn)入FLUENT網(wǎng)格設(shè)置在FLUEN工程視圖中的Mesh上點(diǎn)擊右鍵，選擇Edit，如圖6所示，進(jìn)入網(wǎng) 格劃分meshing界面，如圖7所示。我們這里需要去掉固體部分，只保留流體幾 何。- GeometryX由 產(chǎn)人f帚茹篩T1弘tms 審用 Cormect)or圖6進(jìn)入網(wǎng)格劃分 模型圖7禁用固體4、設(shè)置網(wǎng)格方法。我們采用ICEM CFD進(jìn)行網(wǎng)格劃分，具體方法參看上一篇博客。設(shè)置方式如圖8所示，ICEM CFD中的網(wǎng)格如圖9所示。ScopeScoping MethodGeomet

4、ry SelectionGeometTy1 BodyDefinitionSuppressedNoMethodMultiZoneMapped Mh TypeHexaFree Mesh TypeNot AllowedElement Midside Nodesl/se Global SettingSrc/Trg SelectionAutomaticSourceProgram ControlledAdvancedMesih Based DefeaturingOffMinimum Edge Length3.e-OO3 mWriteICEM CFD FilesInteractiveKEM CFD Beha

5、viorPost Operation圖9最終生成網(wǎng)格圖8設(shè)置網(wǎng)格劃分方 式5、在meshing中更新網(wǎng)格關(guān)閉icem cfd后自動(dòng)回到model界面。我們?cè)?mesh上點(diǎn)擊右鍵，選擇update 進(jìn)行更新。更新后網(wǎng)格如圖10所示。巒AB13 puzrujBvn1- 1 !1SB*宀3* j輸 Gvmfj.*-1-jj _ tafawW諂11M FIT耳口All/UpdMCtttlRwntPWFteiQjdtlWCvt Lvidhef Stflngf To MlAct圖10 meshing中的網(wǎng)格11 進(jìn)入 flue nt，進(jìn)入flue nt 。3m/s，出口 面上壓力分布，6、進(jìn)入 flue

6、nt關(guān)閉mesh,回到flue nt工程窗口，右鍵點(diǎn)擊setup ,選擇edit - 這里流體計(jì)算參數(shù)就不一詳說了。模型很簡單，這里設(shè)置入口速度 壓力OPa,采用k-e湍流模型。計(jì)算完后查看fluidnterface 如圖12所示。流線如圖13所示。VelocityStraanNino 1tti圖12 fluidnterface面上壓力分圖13流線7、關(guān)閉 flue nt ,進(jìn)入 Static Structure 的 model,如圖 14 所示。注意 geometry 樹形節(jié)點(diǎn)上，禁用流體區(qū)域以及外殼固體區(qū)域。 之所以禁用外殼固體區(qū)域，因?yàn)?流體對(duì)其影響可以忽略，為節(jié)省計(jì)算開銷?！? Pra

7、jrtl 盤 Hodd(M)G 外 Gwmetrv 耳0 FW “sokn；* y A Covdnate S rtte*s 閩Comertcm遴 t MTAnaisa$etbnQy j ImppflrfLojd (Whton) ：十雖 So4utn 367 田 Srtrton InfiomiQ-71 St*tK StHMUMl(B5)Scope$C咿哼 Mcthpd C0iGeomrtrjr| ” xn-DrfinrtwnTypeImportwl PrwmreNO-mWCfD 為J. :f.f”g midCFDRnuht FiltlwOrlcbnchfii_fiwrtfi4HdpCMTOMEC

8、M5 .域 的面圖14禁用流體區(qū)圖15選擇手里面以及CFD中相對(duì)于8、導(dǎo)入流體載荷如圖16所示，插入流體載荷，并如圖15所示進(jìn)行屬性設(shè)置。我們可以查看導(dǎo)入 的流體載荷，如圖17所示。 Project 日 創(chuàng) Model （B4/ GeonwtryAuidxftSoidl 沁 Sold 孑Coordinate Systeins 陂 Connections *?b MeshInsert弓?1 Static StriKtural（B5） yA Analysis Settings J Kg-旌嚼 SuppressPl Unsuppress All Bodiesi Invert Suppressed Body SetDetail of *impor 二i Body TemptratureJ Cfear Generated Data4h RenameInterpolation Ty囤 Refresh Imported Loaddefinition圖16插入流體 載荷9、設(shè)置固體約束約束底面為fixed，進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算