ANSYS流固耦合应用案例课件

ANSYS流固耦合分析示例教程大纲在这个教程中您将学到：移动网格流体－固体相互作用模拟运用ANSYS-MultiField模拟同时处理两个结果文件问题概述在这个教程中，运用一个简单的摆动板例题来解释怎样建立以及模拟流体－结构相互作用的问题。其中流体模拟在ANSYSCFX求解器中运行，而用ANSYS软件包中的FEA来模拟固体问题。模拟流固相互作用的整个过程中需要两个求解器的耦合运行，ANSYS－MultiField求解器提供了耦合求解的平台。模拟中固体问题的描述建立固体材料当模拟界面展开，在模拟界面左边的目录树中展开Geometry选择Solid，在底下Details窗口中，选择Material紧连材料名StructuralSteel，用鼠标选择NewMaterial当EngineeringData窗口出现，鼠标右击NewMaterial，并重命名为Plate设置Young’sModulus（杨氏模量）为2.5e06[Pa]，Poisson’sRatio（泊松比）为0.35，Density（密度）为2550[kgm^-3]点击位于Workbench界面上方的Simulation以回到模拟界面模拟中固体问题的描述基本分析设置从工具栏选择NewAnalysis>TransientStress选择AnalysisSettings，在Details窗口，设置AutoTimeStepping为off设置TimeStep为0.1[s]在整个窗口底边靠右的TabularData面板，设置EndTime为5.0模拟中固体问题的描述—加入载荷

固定支撑：为确保薄板的底部固定于平板，需要设置固定支撑条件。右击目录树中TransientStress，在快捷菜单中选择Insert>FixedSupport用旋转键旋转几何模型，以便可以看见模型底面（low-y），然后选择并点击底面（low-y）在Details窗口，选择Geometry，然后点击NoSelection使Apply按钮出现（如果需要）。点击Apply以设置固支。模拟中固体问题的描述——加入载荷压力加载右击目录树中TransientStress，在快捷菜单中选择Insert>Pressure在Geometry中选择low-x面在Details窗口，选择Magnitude，用出现的箭头选择Tabular（Time）在整个视窗的右底边TabularData面板，在表中相对应于时间为0[s]设置压力为100[pa]表中需要继续输入两排参数，100[pa]对应于0.499[s]，0[pa]对应于0.5[s]模拟中固体问题的描述—记录ANSYS输入文件

现在，模拟设置已经完成。在Simulation中ANSYSMultiField并不运行，因此用求解器按钮并不能得到结果然而，在目录树中的高亮Solution中，选择Tools>WriteANSYSInputFile，把结果写进文件OscillatingPlate.inp网格是自动生成的，如果想检查，可以在目录树中选择Mesh保存Simulation数据，返回OscillatingPlate[Project]面板，存储Project创建一个新的模拟：开始ANSYSCFX-Pre.选择File>NewSimulation.选择General并点击OK.选择File>SaveSimulationAs.在栏,敲入OscillatingPlate.点击Save.设置流体问题、在ANSYSCFX-Pre中设置ANSYSMultiField设置流体问题、在ANSYSCFX-Pre中设置ANSYSMultiField设置仿真类型：选择Insert>SimulationType.应用以下设置：点击OK设置流体问题、在ANSYSCFX-Pre中设置ANSYSMultiField建立流体物质1.选择Insert>Material.2.把新物质名定义为Fluid.3.应用以下设置4.点击OK设置流体问题、在ANSYSCFX-Pre中设置ANSYSMultiField

创建域：为了使ANSYSSolver能够把网格变形信息传递给CFXSolver，在CFX中必须激活网格移动。重命名DefaultDomain为OscillatingPlate，并打开进行编辑应用以下设置点击OK设置流体问题、在ANSYSCFX-Pre中设置ANSYSMultiField对称边界条件创建一个新边界条件，命名为Sym1.应用以下设置点击OK创建一个新边界条件，命名为Sym2应用以下设置点击OK设置流体问题、在ANSYSCFX-Pre中设置ANSYSMultiField设置初始值点击GlobalInitialization应用以下设置点击OK设置流体问题、在ANSYSCFX-Pre中设置ANSYSMultiField设置求解器控制点击SolverControl应用以下设置点击OK设置流体问题、在ANSYSCFX-Pre中设置ANSYSMultiField在MonitorPointsandExpressions下点击Addnewitem，采用默认的名字设置Option为CartesianCoordinates设置OutputVariablesList为TotalMeshDisplacementX设置CartesianCoordinates为[0,1,0]点击OK设置流体问题、在ANSYSCFX-Pre中设置ANSYSMultiField输出求解器文件(.def)点击WriteSolverFile如果PhysicsValidationSummary对话框出现，点击Yes以继续应用以下设置确选择是StartSolverManager，点击Save如果发现文件已经存在，点击Overwrite退出ANSYSCFX-Pre，自己决定是否存储模拟文件(.cfx)通过ANSYSCFX-SolverManager获得结果ANSYSMultifieldsimulation的运行需要CFX和ANSYS联合求解确认DefineRun

对话框出现在MultiField键,确认ANSYS输入文件地址是正确的确认ANSYSInstallRoot

设置是正确的点击StartRun通过ANSYSCFX-Post观察结果在固体薄板上观察结果显示BoundaryANSYS(在ANSYS>DomainANSYS中)对BoundaryANSYS进行如下设置点击Apply选择Tools>TimestepSelector，打开TimestepSelector对话框选择value值为1[s]，点击Apply通过ANSYSCFX-Post观察结果相应的瞬态结果被加载，可看到网格在CFX和ANSYS区中移动去除BoundaryANSYS复选框的选择创建等值线，设置Locations为BoundaryANSYS和Sym2，设置Variable为TotalMeshDisplacement，点击Apply打开TimestepSelector对话框，选择value值为1.1[s]这样可以验证TotalMeshDisplacement在CFX和ANSYS区域中是连续变化的通过ANSYSCFX-Post观察结果接下来打开TimestepSelector对话框，选择value值为1.1[s]置鼠标于浏览器中背景颜色显示的地方，右击，选择Deformation>Auto为真实的反映变形，右击，选择Deformation>TrueScale通过ANSYSCFX-Post观察结果显示BoundaryANSYS，设置Color为constantblue.右击浏览器的空白区域，选择PredefinedCamera>ViewTowards-Z，放大薄板以清晰的观察点击Animation，动画对话框将出现在动画对话框点击，创建KeyframeNo1在KeyframeCreationandEditing列表突出KeyframeNo1，然后#ofFrames设为48在时间步数选择器加载最后一步，value为50点击，创建KeyframeNo2点击MoreAnimationOptions，展开Animation对话框通过ANSYSCFX-Post观察结果点击Options钮在Options上，设置MPEGSize为720X480(NTSC)点击Advanced键，然后设