fluent单项流固耦合

1、精品文档流固耦合（ Fluid-solid interaction ，FSI）计算，通常用于考虑流体与固体间存在强烈的相互作用时，对流体流场与固体应力应变的考察。 FSI 计算按数据传递方式可分两类： 单向耦合与双向耦合。 所谓单向耦合， 主要是指数据只从流体计算传递压力到固体， 或者只从固体计算传递网格节点位移到流体。 双向耦合则在每一时刻都同时向对方发送相应的物理量 （流体计算发送压力数据， 固体计算发送位移数据）。ANSYSWorkbench中可以利用 Fluent 与 DS进行单向流固耦合计算。我们这里来举一个最简单的单向耦合例子： 风吹挡板。 我们假定挡板位移可忽略不计， 固体变形对

2、流场影响可以忽略， 所考虑的是流体压力作用在固体上， 固体的应力分布。当然这里的压力可以换成温度等其他物理量。1、新建工程。注意是从Fluent Static Structure。连接图如 1 所示。图 1 计算工程关系图 2 进入 DM建模2、进入 Fluent中的 DM进行模型创建，如图2 所示。流固耦合计算中的几何模型与单纯的流体模型或固体模型不同， 它要求同时具有流体和固体模型，而且流体计算中只能有流体模型， 固体计算中只能有固体模型。建好后的模型如图 3，4，5 所示。由于固体模型需要从这里导入，所以我们保留固体与流体模型。1欢迎下载精品文档图3 实体模型图 4 固体模型。2欢迎下载

3、精品文档图 5 流体模型3、进入 FLUENT网格设置。在 FLUENT工程视图中的 Mesh上点击右键，选择 Edit ，如图 6 所示，进入网格划分 meshing 界面，如图 7 所示。我们这里需要去掉固体部分， 只保留流体几何。图 6 进入网格划分图 7 禁用固体模型。3欢迎下载精品文档4、设置网格方法。我们采用 ICEM CFD进行网格划分，具体方法参看上一篇博客。设置方式如图 8 所示， ICEM CFD中的网格如图 9 所示。图 8 设置网格划分方式图 9 最终生成网格5、在 meshing 中更新网格关闭 icem cfd 后自动回到 model 界面。我们在 mesh上点击右

4、键，选择 update 进行更新。更新后网格如图 10 所示。4欢迎下载精品文档图 10 meshing 中的网格图11 进入 fluent6、进入 fluent关闭 mesh，回到 fluent 工程窗口，右键点击 setup ，选择 edit ，进入 fluent 。这里流体计算参数就不一详说了。模型很简单，这里设置入口速度3m/s，出口压力 0Pa，采用 k-e 湍流模型。计算完后查看 fluid_interface面上压力分布，如图 12 所示。流线如图 13 所示。5欢迎下载精品文档图 12 fluid_interface面上压力分布图13 流线7、关闭 fluent，进入 Stat

5、icStructure的 model，如图 14 所示。注意 geometry树形节点上， 禁用流体区域以及外壳固体区域。 之所以禁用外壳固体区域， 因为流体对其影响可以忽略，为节省计算开销。6欢迎下载精品文档图 14 禁用流体区域图 15 选择手里面以及CFD中相对于的面8、导入流体载荷如图 16 所示，插入流体载荷， 并如图 15 所示进行属性设置。 我们可以查看导入的流体载荷，如图 17 所示。7欢迎下载精品文档图 16 插入流体载荷9、设置固体约束约束底面为 fixed ，进行计算。计算结果如图18 所示。8欢迎下载精品文档图 17 显示导入的流体载荷图 18 应力计算结果10、总结单向耦合计算思路很简单， 就是先算流体， 然后将流