workbench双向流固耦合分析

时间:2024-04-03 15:03:59

一、 双向流固耦合的特点

1.1双向流固耦合都是瞬态分析,在单独设置流体、固体瞬态分析特性外基础上要统一流固耦合的时间步;
1.2双向流固耦合需要考虑大变形问题,以及大变形带来的网格变形问题;
1.3双向流固耦合的步骤:流体分析设置-结构分析设置-求解计算-结果;

二、 workbench中的操作步骤(案例:血管和血管壁的耦合分析)

2.1开启ansys-workbench,创建流固耦合工程,选择路径并保存。
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2.2右击Geometry,导入模型,双击Geometry进入DM,生成模型,此时模型是一个实体模型。
2.3 通过实体模型生成血管壁:选中实体模型外部的面,通过“concept-surface from face”生成血管壁
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2.4 对模型进行重命名fluid, solid
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2.5 改变壁面的法向方向,使之能够选中血管内壁:选中外壁面,通过“tools-surface flip”实现法向翻转。
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2.6 双击mesh 进入FLUENT, 抑制固体(suppress solid),对流体进行网格划分(mesh generate)
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2.7 定义边界。选中要定义的面,右键选择 create name selection, 在selection name中填好名字,分别创建好入口,出口,耦合面,对称面。更新mesh。
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2.8双击setup,进入fluent系统。
2.8.1选择瞬态。
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2.8.2 选择模型。
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2.8.3自定义材料,并在单元区域环境中选择材料。
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2.8.4设置边界条件。Inlet默认是速度入口,要改成压力入口,这里我们利用profile设置压力入口。
Profile文件格式,可以存成记事本形式。图中节点数应该是4,不是5。
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读入profile文件
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设置入口压力:bloodProfile
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2.8.5 设置动网格,并采用线性弹性体。
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2.8.6 创建动网格区域。
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2.8.7 初始化
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2.8.8 计算设置,关闭程序。
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2.9 双击工程数据,定义血管壁的材料。
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2.10 双击model进入mechanical。workbench双向流固耦合分析
抑制流体(suppress fluid)
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设置固体的偏移位置到顶面
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设定厚度和材料。
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2.11 划分网格
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2.12 定义边界条件
插入对称面
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选择线条,修改对称法向量为Z轴。
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插入固定面,选择入口的三条线
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插入流固耦合界面,选择血管内壁

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2.13 分析设置,关闭系统
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2.14 打开系统耦合器
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2.14.1 设置分析时间
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2.14.2 创建流固耦合界面,并调整执行顺序
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2.14.3 求解
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三、 查看流固耦合分析结果

3.1结构的变形workbench双向流固耦合分析
Solution 右键,选择“insert-deformation-total”,total deformation右键,选择“evaluate all results”
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3.2查看受力情况
Solution 右键,选择“insert-stress-equivalent”,equivalent stress右键,选择“evaluate all results”

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