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Fluent案例|双向流固耦合

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2年前浏览18092

本文摘要(由AI生成):

本文介绍了在Fluent中实现双向流固耦合的基本计算流程。首先进行了稳态计算,然后激活了Structural模型,定义了结构材料属性、固体区域以及相关的边界条件,定义了流固耦合计算所需的动网格区域,定义了动画,完成了双向流固耦合计算,并进行了计算后处理。计算模型为2D流体通道中包含有竖直方向的皮瓣,空气以30 m/s速度流过通道。本案例采用对称模型进行计算。



本案例演示在Fluent中实现双向流固耦合的基本计算流程。

注:本案例来自Tutorials文档。软件版本Fluent 2019 R3。


本案例包含以下主要内容:


  • 运行脚本文件,完成初始稳态流体流动模拟
  • 设置瞬态计算过程
  • 激活Structural模型
  • 定义结构材料属性、固体区域以及相关的边界条件
  • 定义流固耦合计算所需的动网格区域
  • 定义动画
  • 完成双向流固耦合计算
  • 计算后处理

1 问题描述


计算模型如下图所示。
2D流体通道中包含有竖直方向的皮瓣。流体通道长度10 cm,宽度4 cm,皮瓣高度1 cm,宽度0.3 cm。空气以30 m/s速度流过通道。本案例采用对称模型进行计算。


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2 稳态计算


本案例先利用脚本文件进行稳态计算。实际上稳态计算并非必须。


  • 2D、Double Precision方式启动Fluent
  • 如下图所示,设置Working Directory
  • 激活选项Use Journal File,并选择使用脚本文件steady_fluid_flow.jou
  • 点击OK按钮启动Fluent并执行稳态计算


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稳态计算完毕后查看速度分布如下图所示。


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3 耦合设置

3.1 General设置

  • 进入General设置,如下图所示激活Transient选项

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3.2 Models设置

  • 双击模型树节点Models > Structure,如下图所示在弹出对话框中激活选项Linear Elasticity


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3.3 Materials设置

  • 如下图所示,修改材料aluminum的材料属性,设置密度为954 kg/m3,杨氏模量2e6 Pa,泊松比为0.35

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3.4 边界条件设置

  • 如下图所示,确认边界flap_attach的位移约束为0

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  • 如下图所示设置边界default-interior:010,指定其边界条件为Intrinsic FSI

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3.5 动网格设置

  • 如下图所示,激活选项Dynamic MeshSmoothing,点击按钮Settings…打开设置对话框

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  • 如下图所示在激活的对话框中激活选项Linearly Elastic Solid,采用默认参数

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  • 如下图所示指定po.3Stationary

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  • 相同方式设置边界symmetry.2velocity_inlet.1wall为静止区域
  • 如下图所示设置边界default-interior:010-shadowIntrinsic FSI

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注:将流固交界面设置为Intrinsic FSI

3.6 定义动画

注:动画定义不是必须的。
  • 定义Mesh显示

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  • 定义contour显示

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  • 定义scense

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  • 定义动画

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注:可将time-step修改为iteration以观察更为光顺的动画
  • 新建变量

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  • 定义变量

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  • 定义contour

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  • 定义动画

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  • 定义Mesh显示

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  • 定义动画

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3.7 求解计算

  • 设置结果参数

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注:可修改Number of Time Steps以延长计算时间。

4 计算结果

  • 皮瓣位移变化

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  • 速度变化

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下载链接:见附件


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Fluent
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首次发布时间:2019-09-02
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CFD之道
博士 | 教师 探讨CFD职场生活,闲谈CFD里外
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4条评论
仿真秀4664935424
签名征集中
3年前
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仿真秀0903193310
签名征集中
4年前
为什么没有图
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asilan
签名征集中
4年前
图呢
回复
好难
签名征集中好难啊
4年前
很不错
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