波浪圓柱擾流——單向流固耦合

2016-09-20  by:CAE仿真在線  來源: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)計算,通常用于考慮流體與固體間存在強(qiáng)烈的相互作用時,對流體流場與固體應(yīng)力應(yīng)變的考察。FSI計算按數(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)只從流體計算傳遞壓力到固體,或者只從固體計算傳遞網(wǎng)格節(jié)點位移到流體。雙向耦合則在每一時刻都同時向?qū)Ψ桨l(fā)送相應(yīng)的物理量(流體計算發(fā)送壓力數(shù)據(jù),固體計算發(fā)送位移數(shù)據(jù))。

ANSYS Workbench中可以利用Fluent與DS進(jìn)行單向流固耦合計算。我們這里來舉一個最簡單的單向耦合例子:波浪擾流。我們假定圓柱位移可忽略不計,固體變形對流場影響可以忽略,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,它要求同時具有流體和固體模型,而且流體計算中只能有流體模型,固體計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。

單向耦合計算思路很簡單,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,其實我們也可以計算由于固體變形導(dǎo)致流體流場變化的。只是要涉及到瞬態(tài)計算,設(shè)置上可能要麻煩一些。

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