fluent單項(xiàng)流固耦合

1、ANSYS Workbench中可以利用Fluent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)流場影響可以忽略，所考慮的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Fluent Static Structure。連接圖如1所示。 圖1 計(jì)算工程關(guān)系 圖2 進(jìn)入DM建模2、進(jìn)入Fluent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

2、的模型如圖3，4，5所示。由于固體模型需要從這里導(dǎo)入，所以我們保留固體與流體模型。 圖3 實(shí)體模型 圖4 固體模型 圖5 流體模型3、進(jìn)入FLUENT網(wǎng)格設(shè)置。在FLUENT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。 圖6 進(jìn)入網(wǎng)格劃分 圖7 禁用固體模型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。 圖8 設(shè)置網(wǎng)格劃分方式 圖9 最終生成網(wǎng)格5、在meshing中更新網(wǎng)格關(guān)閉icem cfd后自動(dòng)回到m

3、odel界面。我們?cè)趍esh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。 圖10 meshing中的網(wǎng)格 圖11 進(jìn)入fluent6、進(jìn)入fluent關(guān)閉mesh，回到fluent工程窗口，右鍵點(diǎn)擊setup，選擇edit，進(jìn)入fluent。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3m/s，出口壓力0Pa，采用k-e湍流模型。計(jì)算完后查看fluid_interface面上壓力分布，如圖12所示。流線如圖13所示。 圖12 fluid_interface面上壓力分布 圖13 流線7、關(guān)閉fluent，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)榱黧w對(duì)其影響可以忽略，為節(jié)省計(jì)算開銷。 圖14 禁用流體區(qū)域 圖15 選擇手里面以及CFD中相對(duì)于的面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。 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)算結(jié)果如圖18所示。 圖17 顯示導(dǎo)入的流體載荷 圖18 應(yīng)力計(jì)算結(jié)果10、總結(jié)單向耦合計(jì)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