CFX流固耦合FSI分析

分析原理:流场采用CFX12,固体采用ANSYS12分别计算,通过界面耦合。

流体网格:流体部分采用HyperMesh9.0分网,按照流体分网步骤即可,没有特殊要求。

网格导出:CFX可以很好的支持Fluent的.cas格式。直接导出这个格式即可。

流体的其余设置都在CFX-PRE中设置。

固体网格即设置:HyperMesh9.0划分固体网格。设置边界条件,载荷选项,求解控制,导出.cdb文件。

实例练习:

以CFX12实例CFX tutorial 23作为练习。

为节省时间,将计算时间缩短为2s。

网格划分:提取CFX tutorial 23中的实体模型到hm中,分别划分流体,固体网格。分别导出为fluent的.cas格式和ansys的cdb格式。

流体网格如下:

网格文件见:fluid.cas

固体网格为:

特别注意:

做FSI分析时,ANSYS固体部分必须在BATCH下运行(即将.cdb文件导入ansys不需要任何操作就能直接计算出结果),所以导出的.CDB文件需要添加一个命令,在hm建立FSIN_1的set,以方便在.cdb中手动添加命令SF,FSIN_1,FSIN,1,具体位置在定义了节点集合FSIN_1之后。

另一个set:pressure用于施加压强。

这里还设置了一些控制卡片用于分析,当然也可以直接修改.cdb文件

详细.cdb文件请参看plate.cdb

将固体部分在ansys中计算一下,以确定没有问题。

通过ansys计算检查最大位移:最上面的点x向变形曲线

至此,固体部分的计算文件已经准备好,流体网格需要导入CFX以进一步设置求解选项和耦合选项。

以下在CFX-PRE中进行设置

由于固体模型已经生成,故不需要利用workbench,所以不必按照指南的做法。

启动workbench,拖动fluid flow(CFX)到工作区

直接双击setup进入CFX-PRE

导入流体网格

然后设置分析选项:

注意:mechanical input file即是固体部分网格。

再新建一个流体,取名fluid。

设置domain

添加边界条件

取名为interface设置流固耦合界面,对应为abc。

这就是流固耦合界面的设置过程。

同理,建立sym1

Sym2

这个选项默认为no slip 的 wall,最普通的那种,不必特殊设置

初始化:

求解控制

输出控制:

Output variables list

Monitor板最上面的一个角点,也是ansys中计算关心的点

如这个十字号

保存以上设置即可。

返回到workbench,双击solution启动计算器。

不用更改设置,直接计算即可。

以上过程小心仔细,一般不会出现错误的。

至此,几分钟后即可计算完成。

先看收敛曲线

再看monitor点

曲线跟单独的板的振动十分相似,说明计算是正确的。

后处理:

再次返回workbench,双击results,启动后处理。

先查看板的应力

是对的

用CFX11做过同样的例子,所以以下提供CFX11中的结果,与cfx12类似。

可用

查看速度矢量。

(综合自网络)