1、ANSYS流固耦合分析示例,教程大綱,在這個(gè)教程中您將學(xué)到： 移動(dòng)網(wǎng)格 流體固體相互作用模擬 運(yùn)用ANSYS-MultiField模擬 同時(shí)處理兩個(gè)結(jié)果文件,問(wèn)題概述,在這個(gè)教程中，運(yùn)用一個(gè)簡(jiǎn)單的擺動(dòng)板例題來(lái)解釋 怎樣建立以及模擬流體結(jié)構(gòu)相互作用的問(wèn)題。其 中流體模擬在ANSYS CFX求解器中運(yùn)行，而用 ANSYS軟件包中的FEA來(lái)模擬固體問(wèn)題。模擬流固 相互作用的整個(gè)過(guò)程中需要兩個(gè)求解器的耦合運(yùn) 行，ANSYSMultiField求解器提供了耦合求解的平 臺(tái)。,模擬中固體問(wèn)題的描述,開(kāi)始模擬 運(yùn)行ANSYS Workbench 點(diǎn)擊Empty Project將出現(xiàn)Project界面，在此界

2、面中有一個(gè)一個(gè)未存儲(chǔ)的Project 選擇FileSave 把目錄設(shè)在你的工作目錄，文件名設(shè)為OscillatingPlate 點(diǎn)擊Save 在Project界面左邊工作面板的Link to Geometry File下，點(diǎn)擊Browse，打開(kāi)所提供的OscillatingPlate.agdb文件 確認(rèn)OscillatingPlate.agdb被選（高亮顯示），點(diǎn)擊New simulation,模擬中固體問(wèn)題的描述,建立固體材料 當(dāng)模擬界面展開(kāi)，在模擬界面左邊的目錄樹(shù)中展開(kāi)Geometry 選擇Solid，在底下Details窗口中，選擇Material 緊連材料名Structural Ste

3、el，用鼠標(biāo)選擇New Material 當(dāng)Engineering Data窗口出現(xiàn)，鼠標(biāo)右擊New Material，并重命名為Plate 設(shè)置Youngs Modulus（楊氏模量）為2.5e06 Pa，Poissons Ratio（泊松比）為0.35，Density（密度）為2550kg m-3 點(diǎn)擊位于Workbench界面上方的Simulation以回到模擬界面,模擬中固體問(wèn)題的描述,基本分析設(shè)置 從工具欄選擇New AnalysisTransient Stress 選擇Analysis Settings，在Details窗口，設(shè)置Auto Time Stepping為off 設(shè)置T

4、ime Step為0.1 s 在整個(gè)窗口底邊靠右的Tabular Data面板，設(shè)置End Time為5.0,模擬中固體問(wèn)題的描述加入載荷,固定支撐：為確保薄板的底部固定于平板，需要設(shè)置固定支撐條件。 右擊目錄樹(shù)中Transient Stress，在快捷菜單中選擇Insert Fixed Support 用旋轉(zhuǎn)鍵 旋轉(zhuǎn)幾何模型，以便可以看見(jiàn)模型底面（low-y），然后選擇 并點(diǎn)擊底面（low-y） 在Details窗口，選擇Geometry，然后點(diǎn)擊No Selection使Apply按鈕出現(xiàn)（如果需要）。點(diǎn)擊Apply以設(shè)置固支。,模擬中固體問(wèn)題的描述加入載荷,流固界面 右擊目錄樹(shù)中Tran

5、sient Stress，在快捷菜單中選擇Insert Fluid Solid Interface 用旋轉(zhuǎn)鍵 旋轉(zhuǎn)幾何模型，以便可以方便的通過(guò) 鈕在流固界面上選擇三個(gè)面（low-x, high-y and high-x faces），注意這樣會(huì)自動(dòng)生成1個(gè)流固界面。,模擬中固體問(wèn)題的描述加入載荷,壓力加載 右擊目錄樹(shù)中Transient Stress，在快捷菜單中選擇Insert Pressure 在Geometry中選擇low-x面 在Details窗口，選擇Magnitude，用出現(xiàn)的箭頭選擇Tabular（Time） 在整個(gè)視窗的右底邊Tabular Data面板，在表中相對(duì)應(yīng)于時(shí)間為0

6、 s設(shè)置壓力為100 pa 表中需要繼續(xù)輸入兩排參數(shù)，100 pa對(duì)應(yīng)于0.499 s， 0 pa對(duì)應(yīng)于0.5 s,模擬中固體問(wèn)題的描述記錄ANSYS輸入文件,現(xiàn)在，模擬設(shè)置已經(jīng)完成。在Simulation中ANSYS MultiField并不運(yùn)行，因此用求解器按鈕并不能得到結(jié)果 然而，在目錄樹(shù)中的高亮Solution中，選擇Tools Write ANSYS Input File，把結(jié)果寫(xiě)進(jìn)文件OscillatingPlate.inp 網(wǎng)格是自動(dòng)生成的，如果想檢查，可以在目錄樹(shù)中選擇Mesh 保存Simulation數(shù)據(jù)，返回Oscillating Plate Project面板，存儲(chǔ)Pro

7、ject,創(chuàng)建一個(gè)新的模擬： 開(kāi)始ANSYS CFX-Pre. 選擇File New Simulation. 選擇 General 并點(diǎn)擊 OK. 選擇 File Save Simulation As. 在File name欄, 敲入 OscillatingPlate. 點(diǎn)擊 Save.,設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYS CFX-Pre中設(shè)置ANSYS MultiField,設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYS CFX-Pre中設(shè)置ANSYS MultiField,輸入網(wǎng)格 右擊Mesh 并旋轉(zhuǎn) Import Mesh. 選擇提供的網(wǎng)格文件OscillatingPlate.gtm. 點(diǎn)擊Open.,設(shè)置流體問(wèn)

8、題、在ANSYS CFX-Pre中設(shè)置ANSYS MultiField,設(shè)置仿真類(lèi)型： 選擇 Insert Simulation Type. 應(yīng)用以下設(shè)置： 點(diǎn)擊OK,設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYS CFX-Pre中設(shè)置ANSYS MultiField,建立流體物質(zhì) 1. 選擇 Insert Material. 2. 把新物質(zhì)名定義為 Fluid. 3. 應(yīng)用以下設(shè)置 4. 點(diǎn)擊OK,設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYS CFX-Pre中設(shè)置ANSYS MultiField,創(chuàng)建域：為了使ANSYS Solver能夠把網(wǎng)格變形信息傳遞給CFX Solver，在CFX中必須激活網(wǎng)格移動(dòng)。 重命名Default

9、 Domain為OscillatingPlate，并打開(kāi)進(jìn)行編輯 應(yīng)用以下設(shè)置 點(diǎn)擊OK,設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYS CFX-Pre中設(shè)置ANSYS MultiField,創(chuàng)建邊界條件 流體外部邊界 創(chuàng)建一個(gè)新邊界條件，命名為Interface. 應(yīng)用以下設(shè)置 點(diǎn)擊OK,設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYS CFX-Pre中設(shè)置ANSYS MultiField,對(duì)稱邊界條件 創(chuàng)建一個(gè)新邊界條件，命名為Sym1. 應(yīng)用以下設(shè)置 點(diǎn)擊OK 創(chuàng)建一個(gè)新邊界條件，命名為Sym2 應(yīng)用以下設(shè)置 點(diǎn)擊OK,設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYS CFX-Pre中設(shè)置ANSYS MultiField,設(shè)置初始值 點(diǎn)擊 Globa

10、l Initialization 應(yīng)用以下設(shè)置 點(diǎn)擊OK,設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYS CFX-Pre中設(shè)置ANSYS MultiField,設(shè)置求解器控制 點(diǎn)擊Solver Control 應(yīng)用以下設(shè)置 點(diǎn)擊OK,設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYS CFX-Pre中設(shè)置ANSYS MultiField,設(shè)置輸出控制 點(diǎn)擊Output Control 點(diǎn)擊 Trn Results 鍵 創(chuàng)建一個(gè)瞬態(tài)結(jié)果，用默認(rèn)的文件名 對(duì) Transient Results 1應(yīng)用以下設(shè)置 點(diǎn)擊 Monitor 鍵 選擇Monitor Options,設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYS CFX-Pre中設(shè)置ANSYS Multi

11、Field,在Monitor Points and Expressions下 點(diǎn)擊Add new item ，采用默認(rèn)的名字 設(shè)置 Option 為 Cartesian Coordinates 設(shè)置 Output Variables List 為T(mén)otal Mesh Displacement X 設(shè)置Cartesian Coordinates為0, 1, 0 點(diǎn)擊OK,設(shè)置流體問(wèn)題、在ANSYS CFX-Pre中設(shè)置ANSYS MultiField,輸出求解器文件(.def) 點(diǎn)擊Write Solver File 如果 Physics Validation Summary 對(duì)話框出現(xiàn)，點(diǎn)擊

12、Yes 以繼續(xù) 應(yīng)用以下設(shè)置 確選擇是 Start Solver Manager ，點(diǎn)擊 Save 如果發(fā)現(xiàn)文件已經(jīng)存在，點(diǎn)擊Overwrite 退出ANSYS CFX-Pre，自己決定是否存儲(chǔ)模擬文件 (.cfx),通過(guò) ANSYS CFX-Solver Manager 獲得結(jié)果,ANSYS Multifield simulation的運(yùn)行需要CFX和ANSYS聯(lián)合求解 確認(rèn)Define Run 對(duì)話框出現(xiàn) 在 MultiField 鍵, 確認(rèn) ANSYS 輸入文件地址是正確的 確認(rèn)ANSYS Install Root 設(shè)置是正確的 點(diǎn)擊Start Run,通過(guò) ANSYS CFX-Solv

13、er Manager 獲得結(jié)果,ANSYS輸出文件 點(diǎn)擊User Points 鍵，觀察薄板上部隨著求解怎樣變形 當(dāng)求解完成， ANSYS CFX-Solver Manager 會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框通知你，點(diǎn)擊Yes 以繼續(xù) 如果在standalone模式下運(yùn)行 ANSYS CFX-Solver ，關(guān)閉 ANSYS CFX-Solver Manager,通過(guò) ANSYS CFX-Post 觀察結(jié)果,在固體薄板上觀察結(jié)果 顯示Boundary ANSYS(在 ANSYS Domain ANSYS中) 對(duì) Boundary ANSYS進(jìn)行如下設(shè)置 點(diǎn)擊Apply 選擇Tools Timestep Se

14、lector ，打開(kāi)Timestep Selector 對(duì)話框 選擇 value 值為1 s ，點(diǎn)擊Apply,通過(guò) ANSYS CFX-Post 觀察結(jié)果,相應(yīng)的瞬態(tài)結(jié)果被加載，可看到網(wǎng)格在CFX和ANSYS區(qū)中移動(dòng) 去除 Boundary ANSYS復(fù)選框的選擇 創(chuàng)建等值線，設(shè)置Locations 為Boundary ANSYS 和Sym2， 設(shè)置 Variable為T(mén)otal Mesh Displacement，點(diǎn)擊Apply 打開(kāi)Timestep Selector 對(duì)話框，選擇 value 值為1.1 s 這樣可以驗(yàn)證Total Mesh Displacement在CFX和ANSYS區(qū)

15、域中 是連續(xù)變化的,通過(guò) ANSYS CFX-Post 觀察結(jié)果,接下來(lái) 打開(kāi)Timestep Selector 對(duì)話框，選擇 value 值為1.1 s 置鼠標(biāo)于瀏覽器中背景顏色顯示的地方，右擊，選擇Deformation Auto 為真實(shí)的反映變形，右擊， 選擇 Deformation True Scale,通過(guò) ANSYS CFX-Post 觀察結(jié)果,創(chuàng)建動(dòng)畫(huà) 去除 Contour 1復(fù)選框選擇 顯示 Sym2 對(duì) Sym2應(yīng)用以下設(shè)置 點(diǎn)擊Apply 創(chuàng)建一個(gè)矢量圖，設(shè)置Locations為Sym1，設(shè)置Variable 為 Velocity，設(shè)置Colour 為 Constant 并

16、為黑色 ，點(diǎn)擊Apply,通過(guò) ANSYS CFX-Post 觀察結(jié)果,顯示 Boundary ANSYS，設(shè)置 Color 為 constant blue. 右擊瀏覽器的空白區(qū)域， 選擇 Predefined Camera View Towards-Z，放大薄板以清晰的觀察 點(diǎn)擊 Animation ，動(dòng)畫(huà)對(duì)話框?qū)⒊霈F(xiàn) 在動(dòng)畫(huà)對(duì)話框 點(diǎn)擊 ，創(chuàng)建KeyframeNo1 在Keyframe Creation and Editing列表突出KeyframeNo1，然后# of Frames設(shè)為48 在時(shí)間步數(shù)選擇器加載最后一步，value為50 點(diǎn)擊 ，創(chuàng)建KeyframeNo2 點(diǎn)擊More Animation Options ，展開(kāi)Animation對(duì)話框,通過(guò) ANSYS CFX-Post 觀察結(jié)果,點(diǎn)擊Options 鈕 在