ANSYS流固耦合應(yīng)用案例課件

ANSYS流固耦合分析示例教程大綱在這個(gè)教程中您將學(xué)到：移動(dòng)網(wǎng)格流體－固體相互作用模擬運(yùn)用ANSYS-MultiField模擬同時(shí)處理兩個(gè)結(jié)果文件問(wèn)題概述在這個(gè)教程中，運(yùn)用一個(gè)簡(jiǎn)單的擺動(dòng)板例題來(lái)解釋怎樣建立以及模擬流體－結(jié)構(gòu)相互作用的問(wèn)題。其中流體模擬在ANSYSCFX求解器中運(yùn)行，而用ANSYS軟件包中的FEA來(lái)模擬固體問(wèn)題。模擬流固相互作用的整個(gè)過(guò)程中需要兩個(gè)求解器的耦合運(yùn)行，ANSYS－MultiField求解器提供了耦合求解的平臺(tái)。模擬中固體問(wèn)題的描述建立固體材料當(dāng)模擬界面展開(kāi)，在模擬界面左邊的目錄樹(shù)中展開(kāi)Geometry選擇Solid，在底下Details窗口中，選擇Material緊連材料名StructuralSteel，用鼠標(biāo)選擇NewMaterial當(dāng)EngineeringData窗口出現(xiàn)，鼠標(biāo)右擊NewMaterial，并重命名為Plate設(shè)置Young’sModulus（楊氏模量）為2.5e06[Pa]，Poisson’sRatio（泊松比）為0.35，Density（密度）為2550[kgm^-3]點(diǎn)擊位于Workbench界面上方的Simulation以回到模擬界面模擬中固體問(wèn)題的描述基本分析設(shè)置從工具欄選擇NewAnalysis>TransientStress選擇AnalysisSettings，在Details窗口，設(shè)置AutoTimeStepping為off設(shè)置TimeStep為0.1[s]在整個(gè)窗口底邊靠右的TabularData面板，設(shè)置EndTime為5.0模擬中固體問(wèn)題的描述—加入載荷

固定支撐：為確保薄板的底部固定于平板，需要設(shè)置固定支撐條件。右擊目錄樹(shù)中TransientStress，在快捷菜單中選擇Insert>FixedSupport用旋轉(zhuǎn)鍵旋轉(zhuǎn)幾何模型，以便可以看見(jiàn)模型底面（low-y），然后選擇并點(diǎn)擊底面（low-y）在Details窗口，選擇Geometry，然后點(diǎn)擊NoSelection使Apply按鈕出現(xiàn)（如果需要）。點(diǎn)擊Apply以設(shè)置固支。模擬中固體問(wèn)題的描述——加入載荷壓力加載右擊目錄樹(shù)中TransientStress，在快捷菜單中選擇Insert>Pressure在Geometry中選擇low-x面在Details窗口，選擇Magnitude，用出現(xiàn)的箭頭選擇Tabular（Time）在整個(gè)視窗的右底邊TabularData面板，在表中相對(duì)應(yīng)于時(shí)間為0[s]設(shè)置壓力為100[pa]表中需要繼續(xù)輸入兩排參數(shù)，100[pa]對(duì)應(yīng)于0.499[s]，0[pa]對(duì)應(yīng)于0.5[s]模擬中固體問(wèn)題的描述—記錄ANSYS輸入文件

現(xiàn)在，模擬設(shè)置已經(jīng)完成。在Simulation中ANSYSMultiField并不運(yùn)行，因此用求解器按鈕并不能得到結(jié)果然而，在目錄樹(shù)中的高亮Solution中，選擇Tools>WriteANSYSInputFile，把結(jié)果寫(xiě)進(jìn)文件OscillatingPlate.inp網(wǎng)格是自動(dòng)生成的，如果想檢查，可以在目錄樹(shù)中選擇Mesh保存Simulation數(shù)據(jù)，返回OscillatingPlate[Project]面板，存儲(chǔ)Project創(chuàng)建一個(gè)新的模擬：開(kāi)始ANSYSCFX-Pre.選擇File>NewSimulation.選擇General并點(diǎn)擊OK.選擇File>SaveSimulationAs.在欄,敲入OscillatingPlate.點(diǎn)擊Save.設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField設(shè)置仿真類型：選擇Insert>SimulationType.應(yīng)用以下設(shè)置：點(diǎn)擊OK設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField建立流體物質(zhì)1.選擇Insert>Material.2.把新物質(zhì)名定義為Fluid.3.應(yīng)用以下設(shè)置4.點(diǎn)擊OK設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField

創(chuàng)建域：為了使ANSYSSolver能夠把網(wǎng)格變形信息傳遞給CFXSolver，在CFX中必須激活網(wǎng)格移動(dòng)。重命名DefaultDomain為OscillatingPlate，并打開(kāi)進(jìn)行編輯應(yīng)用以下設(shè)置點(diǎn)擊OK設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField對(duì)稱邊界條件創(chuàng)建一個(gè)新邊界條件，命名為Sym1.應(yīng)用以下設(shè)置點(diǎn)擊OK創(chuàng)建一個(gè)新邊界條件，命名為Sym2應(yīng)用以下設(shè)置點(diǎn)擊OK設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField設(shè)置初始值點(diǎn)擊GlobalInitialization應(yīng)用以下設(shè)置點(diǎn)擊OK設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField設(shè)置求解器控制點(diǎn)擊SolverControl應(yīng)用以下設(shè)置點(diǎn)擊OK設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField在MonitorPointsandExpressions下點(diǎn)擊Addnewitem，采用默認(rèn)的名字設(shè)置Option為CartesianCoordinates設(shè)置OutputVariablesList為T(mén)otalMeshDisplacementX設(shè)置CartesianCoordinates為[0,1,0]點(diǎn)擊OK設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField輸出求解器文件(.def)點(diǎn)擊WriteSolverFile如果PhysicsValidationSummary對(duì)話框出現(xiàn)，點(diǎn)擊Yes以繼續(xù)應(yīng)用以下設(shè)置確選擇是StartSolverManager，點(diǎn)擊Save如果發(fā)現(xiàn)文件已經(jīng)存在，點(diǎn)擊Overwrite退出ANSYSCFX-Pre，自己決定是否存儲(chǔ)模擬文件(.cfx)通過(guò)ANSYSCFX-SolverManager獲得結(jié)果ANSYSMultifieldsimulation的運(yùn)行需要CFX和ANSYS聯(lián)合求解確認(rèn)DefineRun

對(duì)話框出現(xiàn)在MultiField鍵,確認(rèn)ANSYS輸入文件地址是正確的確認(rèn)ANSYSInstallRoot

設(shè)置是正確的點(diǎn)擊StartRun通過(guò)ANSYSCFX-Post觀察結(jié)果在固體薄板上觀察結(jié)果顯示BoundaryANSYS(在ANSYS>DomainANSYS中)對(duì)BoundaryANSYS進(jìn)行如下設(shè)置點(diǎn)擊Apply選擇Tools>TimestepSelector，打開(kāi)TimestepSelector對(duì)話框選擇value值為1[s]，點(diǎn)擊Apply通過(guò)ANSYSCFX-Post觀察結(jié)果相應(yīng)的瞬態(tài)結(jié)果被加載，可看到網(wǎng)格在CFX和ANSYS區(qū)中移動(dòng)去除BoundaryANSYS復(fù)選框的選擇創(chuàng)建等值線，設(shè)置Locations為BoundaryANSYS和Sym2，設(shè)置Variable為T(mén)otalMeshDisplacement，點(diǎn)擊Apply打開(kāi)TimestepSelector對(duì)話框，選擇value值為1.1[s]這樣可以驗(yàn)證TotalMeshDisplacement在CFX和ANSYS區(qū)域中是連續(xù)變化的通過(guò)ANSYSCFX-Post觀察結(jié)果接下來(lái)打開(kāi)TimestepSelector對(duì)話框，選擇value值為1.1[s]置鼠標(biāo)于瀏覽器中背景顏色顯示的地方，右擊，選擇Deformation>Auto為真實(shí)的反映變形，右擊，選擇Deformation>TrueScale通過(guò)ANSYSCFX-Post觀察結(jié)果顯示BoundaryANSYS，設(shè)置Color為constantblue.右擊瀏覽器的空白區(qū)域，選擇PredefinedCamera>ViewTowards-Z，放大薄板以清晰的觀察點(diǎn)擊Animation，動(dòng)畫(huà)對(duì)話框?qū)⒊霈F(xiàn)在動(dòng)畫(huà)對(duì)話框點(diǎn)擊，創(chuàng)建KeyframeNo1在KeyframeCreationandEditing列表突出KeyframeNo1，然后#ofFrames設(shè)為48在時(shí)間步數(shù)選擇器加載最后一步，value為50點(diǎn)擊，創(chuàng)建KeyframeNo2點(diǎn)擊MoreAnimationOptions，展開(kāi)Animation對(duì)話框通過(guò)ANSYSCFX-Post觀察結(jié)果點(diǎn)擊Options鈕在Options上，設(shè)置MPEGSize為720X480(NTSC)點(diǎn)擊Advanced鍵，然后設(shè)