导读:通过瞬态、双向耦合的FSI模拟,确定超弹性材料制成的皮瓣的变形。
1、采用 Mechanical (Transient Structural)Ansys Fluent及System Coupling模块进行耦合。
2、采用dynamic remeshing描述网格变形。
3、采用EnSight处理CFD及有限元仿真结果,并生成动画。
超弹性材料构成的皮瓣受流动流动的作用,产生较大的变形量。
流体区域的通道高0.15m,通道长0.25m,气流在20m/s处从左侧进入,导致由超弹性橡胶制成的皮瓣发生变形
1、这是个完整的双向FSI:
FLuent传递压力给Mechanical;
Mechanical计算皮瓣变形,并将其传递给Fluent;
Fluent修改网格(使用平滑和重新网格)来处理皮瓣运动。
2、System Coupling仅用于三维分析,因此使用了具有对称性的薄几何体。
在计算机上创建一个工作目录并复 制该文件Hyperelastic_Flap.wbpz(文末提供下载链接)
打开workbench2023R1版本,从截面左上角选择 File > Open…



(如果要在这个对称平面上滑动/移动网格单元格,那么Fluent需要理解它正在使用的几何形状。对称平面网格现在可以移动,但它被限制在已定义的平面上。)
这是双向FSI的关键设置,该边界包裹皮瓣的三个面(两个侧面,一个顶部),这部分的变形形状将由Mechanical计算,然后传输回Fluent,为构成耦合曲面的每个单独节点定义了变形向量。

这一步是为EnSight创建后处理数据。在Run Calculation的任务栏中,
这个设置是用不上的,但必须是>为0。不需要设置时间步长的大小,因为它是由系统耦合过程在外部控制的。
System Coupling中,这个表示每个耦合步,Fluent的迭代步数。
设置完成,保存并关闭fluent

在左下角在“Geom/fea”面板中,定义材料Hyperelastic(工程数据单元(C2)中定义)

Scoping Method选择Named Selection
对称方向选择Z轴

这是Mechanical中双向FSI的关键设置。System Coupling将从CFD计算的力映射到这个表面。Mechanical将计算出由此产生的变形,然后它将被传递到 Fluent。