Workbench大变形开关

上周末做了一个T型管的热流固耦合的案例，准备周日晚上晚饭后写出来分享给大家，然后...周杰伦快手直播了。。。乐队（二）也开播了。。。我又拖更了！！！不能再找借口了，今天一定要补上了！分割线以下是正文———————————————————问题描述：计算T型水管在流入热水时，水管的热应力。该T型管包含两个入口，两个入口的水流速度为2m/s ，其中一个入口的水流温度为80°C，另一个入口的水流温度为20°C ，出口压力为大气压0pa ，环境温度为300K 。计算流程：几何处理：首先在SCDM 中分别建立流体域和固体域，分别命名为Fluid 和Solid，这里采用1/2模型进行对称简化。添加Fluent模块首先使用Fluent计算流体域的温度场并求得内壁面的温度分布将Fluent计算模块拖入Workbench工作区域。导入刚刚建立好的几何模型，进入Meshing模块划分网格。这里注意要把固体域的几何supress掉。只要导入流体域进Fluent进行计算就好。1.命名边界 定义inlet,outlet,inlet-branch,symmetry四个边界。2. 划分网格划分网格时需要注意边界层的厚度，我们的计算目标是壁面的温度，所以边界层的网格需要注意，Y+值最好在1左右。关于第一层边界层的厚度的估算，这里推荐一个Y+计算器，可以在划分网格时先用这个工具估算一下第一层边界层的高度 ,省去计算y+和调整边界层厚度的时间。Y+ Calculator - Compute Wall Spacing for CFD www.pointwise.com这个计算器的界面就是这样的，需要输入流速，密度，介质的粘度，想要的y+值等参数，输出的是推荐的网格高度和雷诺数。3. FLUENT设置启动Fluent ，选择Double Precision双精度，进入Fluent激活能量方程，选择Relizable K-epsilon 湍流模型及Stand WallFuctions教程上用的是Stand WallFuctions ，不过，在关注近壁面的流动时，如果网格划得好，y+划到1了，选择Enhanced Wall Treatment更不错哦。添加材料库里的水water-liquid(h20<1>)并赋在流体域上设置进口inlet流速为2m/s，温度为293.15K设置进口inlet-branch流速为2m/s，温度为353.15K设置outlet出口为Pressure-outlet ，Gauge Pressure 为0pa，温度为默认三个出入口的Specification Method都设置为Intensity and Hydraulic diameterIntensity=5%,Hudraulic diameter=0.008m(水力直径即为管子的直径)确保Symmetry边界类型为Symmetry ;其余面为wall壁面，默认的绝热边界。4.计算求解器的设置和初始化设置都保持默认最大迭代次数设置为250次开始迭代计算。计算收敛后自动停止。5.结果查看查看结果查看壁面的温度分布Fluent中的计算工作结束，关闭界面返回至Workbench中。下一步就是将Fluent计算得到的壁面温度导入Thermal 模块和Mechanical 模块进行热应力分析。Thermal 模块和Mechanical 模块设置分别将Thermal 模块和Mechanical模块拖至工作区。将Fluent中的Geometry和Solution共享给Thermal。Mechanical 和Thermal 之间共享材料，几何，网格。Thermal 的Solution与Mechanical的Setup相连接。1. 材料属性固体材料为铝。对于稳态热分析，唯一需要定义的参数为热导率。对于热应力分析，还需要定义热膨胀系数2. 网格划分在Thermal 中划分网格，这里需要注意要将固体域Unsuppress ,将流体域Suppress。为保证Fluent计算得到的温度数据更好的传递至固体面上，需要保证两个域的重合面上网格尺寸相近。3. 导入温度数据导入壁面的温度计算结果。注意CFD Surface 下拉菜单选择Wall geom_fluid .4. 设置约束在Mechanical中设置添加约束：对称面上设置Frictionless support。这个约束保证面的法向位移自由度为零，另外两个方向的转动自由度为零，与对称边界等同。设置半圆环面为固定约束。5. 求解及后处理求解结束后查看T型管的总位移和应力，这个案例的网格质量不太好，所以结果只能做趋势评判。应力云图总结这个案例给我们提供一种求解管路热应力的思路，通过在workbench平台里耦合流场分析，热传导分析以及应力分析三个模块，将各个模块的计算结果很好的传递到后续的分析中。这里需要注意几点：在流体计算时要将固体域supress掉，同理在计算应力时也要在mechanical模块中supress掉流体域。流体计算壁面温度时，要注意壁面的网格尺寸及Y+ 值，y+最好在1左右。流体域与固体域的重叠面的网格尺寸要保持一致，这样更有利于数据传递。来源：CAE十级退堂鼓