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2016-09-20 by:CAE仿真在線 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
波浪圓柱擾流——單向流固耦合
流固耦合(Fluid-solid interaction,FSI)計(jì)算,通常用于考慮流體與固體間存在強(qiáng)烈的相互作用時(shí),對(duì)流體流場(chǎng)與固體應(yīng)力應(yīng)變的考察。FSI計(jì)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(jì)算傳遞壓力到固體,或者只從固體計(jì)算傳遞網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位移到流體。雙向耦合則在每一時(shí)刻都同時(shí)向?qū)Ψ桨l(fā)送相應(yīng)的物理量(流體計(jì)算發(fā)送壓力數(shù)據(jù),固體計(jì)算發(fā)送位移數(shù)據(jù))。
ANSYS Workbench中可以利用Fluent與DS進(jìn)行單向流固耦合計(jì)算。我們這里來(lái)舉一個(gè)最簡(jiǎn)單的單向耦合例子:波浪擾流。我們假定圓柱位移可忽略不計(jì),固體變形對(duì)流場(chǎng)影響可以忽略,所考慮的是流體壓力作用在固體上,固體的應(yīng)力分布。
1、新建工程。注意是從Fluent –> Static Structure。
2、設(shè)置幾何模型和網(wǎng)格
流固耦合計(jì)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(shí)具有流體和固體模型,而且流體計(jì)算中只能有流體模型,固體計(jì)算中只能有固體模型。
3、進(jìn)入FLUENT網(wǎng)格設(shè)置。
在FLUENT工程視圖中設(shè)置VOF模型,進(jìn)行波浪設(shè)置,計(jì)算得到波浪擾流結(jié)果。
4、關(guān)閉fluent,進(jìn)入Static Structure的model,導(dǎo)入流體載荷,設(shè)置固體約束,計(jì)算得到圓柱受流體波浪影響所產(chǎn)生的應(yīng)力變形。
單向耦合計(jì)算思路很簡(jiǎn)單,就是先算流體,然后將流體壓力作為載荷施加到固體上。這次的例子是從流體到固體,其實(shí)我們也可以計(jì)算由于固體變形導(dǎo)致流體流場(chǎng)變化的。只是要涉及到瞬態(tài)計(jì)算,設(shè)置上可能要麻煩一些。
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