fluent單項流固耦合

1、流固耦合(Fluid-solidinteraction,FSI)計算，通常用于考慮流體與固體問存在強烈的相互作用時，對流體流場與固體應力應變的考察。FSI計算按數(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)只從流體計算傳遞壓力到固體，或者只從固體計算傳遞網(wǎng)格節(jié)點位移到流體。雙向耦合則在每一時刻都同時向對方發(fā)送相應的物理量(流體計算發(fā)送壓力數(shù)據(jù)，固體計算發(fā)送位移數(shù)據(jù))。ANSYSWorkbench中可以禾I用Fluent與DS進行單向流固耦合計算。我們這里來舉一個最簡單的單向耦合例子：風吹擋板。我們假定擋板位移可忽略不計，固體變形對流場影響可以忽略，所考慮的是流體壓力作用在

2、固體上，固體的應力分布。當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->StaticStructure。連接圖如1所示?？?Oupkrtf TFW»Ar XblV-/ Ettdr d Zih.tlh R«Wt 取！ ft£HR 內睥EM圖1計算工程關圖2進入DM建模2、進入Fluent中的DM進行模型創(chuàng)建，如圖2所示。流固耦合計算中的幾何模型與單純的流體模型或固體模型不同，它要求同時具有流體和固體模型，而且流體計算中只能有流體模型，固體計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入，所以我們保留

3、固體與流體模型。圖3實體模圖4固體模型圖5流體模型3、進入FLUENTS格設置在FLUENT：程視圖中的Mesh上點擊右鍵，選擇Edit，如圖6所示，進入網(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。flJ Project-喇 Model (A3)曰 _ Geometry7® Auid1Sobdl空卡曲Cormectiorts<5)Mesh點右槽，整里固住區(qū)域分 模型圖6進入網(wǎng)格劃圖7禁用固體4、設置網(wǎng)格方法。我們采用ICEMCFD!行網(wǎng)格劃分，具體方法參看上一篇博客。設置方式如圖8所示，ICEMCFEfr的網(wǎng)格如圖9所示。ScopeScop

4、ingMethodGeometrySelectionGeometTy1BodyDefinitionSuppressedNoMethodMultiZoneMappedMeshTypeHexaFreeMeshTypeNotAllowedElementMidsideNodesUseGlobalSettingSrc/TrgSelectionAutomaticSourceProgramControlledAdvancedMesihBasedDefeaturingOffMinimumEdgeLength3*oomeWnteICEMCFDFilesInteractiveKEMCFDBehaviorPostO

5、peration圖8設置網(wǎng)格劃分方式圖9最終生成網(wǎng)格5、在meshing中更新網(wǎng)格關閉icemcfd后自動回到model界面。我們在mesh上點擊右鍵，選擇update進行更新。更新后網(wǎng)格如圖10所示。twt LkKher Stflngf To MlAct出如au&ff cw-Ciiupd*tr知ft由RttttfijenmPrwcrftrsgiMFlg/LU5 9必。取ft/ttQuhiW，進入fluent 。3m/s,出口 面上壓力分布，mowingDeu40GeOEiTY.WtwWi圖10meshing中的網(wǎng)格11進入fluent6、進入fluent關閉mesh,回到fluent

6、工程窗口，右鍵點擊setup,選擇edit這里流體計算參數(shù)就不一詳說了。模型很簡單，這里設置入口速度壓力0Pa,采用k-e湍流模型。計算完后查看fluid_interface如圖12所示。流線如圖13所示。圖12fluidinterface面上壓力分圖13流線7、關閉fluent,進入StaticStructure的model,如圖14所示。注意geometry樹形節(jié)點上，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，因為流體對其影響可以忽略，為節(jié)省計算開銷。fllPrajrrt且Model(M)G丫彩Gwmetrv*FWX，如*事汕I>*ACovdnateSrtte*s何Com

7、ertcm-5t*tKStHM»UMl(B5)二733Sen”?3tmpqylrftMd(Sbiten)(-7電Sutfon36i電StAitonInfiomaM圖14禁用流體區(qū)域圖15選擇手里面以及CF9相對于的面8、導入流體載荷如圖16所示，插入流體載荷，并如圖15所示進行屬性設置。我們可以查看導入的流體載荷，如圖17所示。向 Project 魚| Model (84)1 B /雄 GttwwtryX。RudxOSoidi| YSobd3 J、Coordinate Systans3 爐購 ComectionsMeshS ?£j Stalk Structural(B5)些.鄧g期.7 RgS|BBB巳？金回 SuppressInsertPressure二H Body TemptratureUnsuppressAllBodiesiInvertSuppressedBodySetDetailsof'ImpoJ：-definition刀ClearGeneratedDataaj'RenameInterpolationTy,團RefreshImportedLoad圖16插入流體載荷9、設置固體約束約束底面為fixed,進行計算。計算結果如圖18所示。