fluent单项流固耦合

1、流固耦合(Fluid-solid in teraction , 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)。ANSYSWorkbe nch中可以利用Flue nt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 变形对流场影响可以忽略，所考

2、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 Flue nt - Static Structure 。连接图如1所示。3-3 4 i XV图1计算工程关图2进入DM建模2、进入Flue nt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。图3实体模型图4固体模型在FLUEN工程视图中的Mesh上点击右键，选择Ed

3、it，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。A*1HHs b11! Lpu 怦fiaai 4 A3*MMf rJ ,卷MU丄j1p mm*4j Clamb jCiMt Tif-htw尊T T jQmr GvWVte40 aw*!FwrwQwntfti口 Project空 Medel (AS) Geometry 声 9 FUd 0 SMI 一”曲j ConnectiQrs (& Mh点它縛-其再固注区垃分 模型图6进入网格划图7禁用固体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

4、，ICEM CFD中的网格如图9所示。Seeping MethodGeometry SelectionGeometrylBodyDefinitianSuppressFdNoMethodMultrZoneMapped Mesh TypeHeraFree Mesh TypeNot AllowedEtemerrt Mithidu NodesUte Glubl AttingSrc/Trg SelectionAutomaticSaurrePrcgrsm 匚ontrolledAdvancedMesh Based DefeaturingOffMinimum Edge Length3.6-003 mWrite

5、 ICEM CFD FilesInteractiveICEM CFD BehaviorPd5t Operation图8设置网格划分方图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上点击右键，选择update 进行更新。更新后网格如图10所示。1图10 meshing中的网格11 进入 flue nt，进入flue nt 。3m/s，出口 面上压力分布，6、进入 flue nt关闭mesh,回到flue nt工程窗口，右键点击setup ,选择edit - 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 压力OPa,采用k

6、-e湍流模型。计算完后查看fluidnterface 如图12所示。流线如图13所示。图12 fluidnterface面上压力分布图13流线7、关闭 flue nt ,进入 Static Structure 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。ill PrtjrrtE gjt-： +毎 卄乂 FXid Ad】J沁赴e刃i toofCbnatE Stirs ”曙 Comet tonsZJrM SmqdInpor nlLMd (SoLlton) 占 (M)JJ s

7、ofcjtonlifbrttiawrt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。 Projecta 念 MHld (B4)E 彳吟 Geocnetryx 曲 FluidSoWtI旗0 3dCcorcinate SystemsF 赛i Concttiwis /毬3 lihB Static 5tructural(B5)-Si &40 Analysis Sttngs j -i rInsertS 7*0.二 B ody Tem pe ratureOctoik of 【mps

8、-1Lrupprt55 AH Bodies fi Invert Suppressed Body Setyj CFwr Generated Data1 产融 RenameInterpdatiQn Ty| 苗 Refresh Importtd Lead图16插入流体载荷9、设置固体约束纟勺束底面为fixed，进行计算。计算结果如图18所示。HHHnB睦 SuppreisB: Static SlructunltqwdlvnE 帥也1p-c: i ciL ivd!cn7 oriUnits PaTim*t I20IW2?19i50WJfio4 MnU4rb225 lJ365eft MM”002 3e55/14W71.534 a