波浪圆柱扰流——单向流固耦合

2016-09-20  by:CAE仿真在线  来源:互联网

波浪圆柱扰流——单向流固耦合

流固耦合(Fluid-solid interaction,FSI)计算,通常用于考虑流体与固体间存在强烈的相互作用时,对流体流场与固体应力应变的考察。FSI计算按数据传递方式可分两类:单向耦合与双向耦合。所谓单向耦合,主要是指数据只从流体计算传递压力到固体,或者只从固体计算传递网格节点位移到流体。双向耦合则在每一时刻都同时向对方发送相应的物理量(流体计算发送压力数据,固体计算发送位移数据)。

ANSYS Workbench中可以利用Fluent与DS进行单向流固耦合计算。我们这里来举一个最简单的单向耦合例子:波浪扰流。我们假定圆柱位移可忽略不计,固体变形对流场影响可以忽略,所考虑的是流体压力作用在固体上,固体的应力分布。

1、新建工程。注意是从Fluent –> Static Structure。

2、设置几何模型和网格

流固耦合计算中的几何模型与单纯的流体模型或固体模型不同,它要求同时具有流体和固体模型,而且流体计算中只能有流体模型,固体计算中只能有固体模型。

3、进入FLUENT网格设置。

在FLUENT工程视图中设置VOF模型,进行波浪设置,计算得到波浪扰流结果。

4、关闭fluent,进入Static Structure的model,导入流体载荷,设置固体约束,计算得到圆柱受流体波浪影响所产生的应力变形。

单向耦合计算思路很简单,就是先算流体,然后将流体压力作为载荷施加到固体上。这次的例子是从流体到固体,其实我们也可以计算由于固体变形导致流体流场变化的。只是要涉及到瞬态计算,设置上可能要麻烦一些。

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