ANSYS流固耦合分析实例.ppt

ANSYS流固耦合分析示例 教程大纲 在这个教程中您将学到 移动网格流体 固体相互作用模拟运用ANSYS MultiField模拟同时处理两个结果文件 问题概述 在这个教程中 运用一个简单的摆动板例题来解释怎样建立以及模拟流体 结构相互作用的问题 其中流体模拟在ANSYSCFX求解器中运行 而用ANSYS软件包中的FEA来模拟固体问题 模拟流固相互作用的整个过程中需要两个求解器的耦合运行 ANSYS MultiField求解器提供了耦合求解的平台 模拟中固体问题的描述 开始模拟运行ANSYSWorkbench点击EmptyProject将出现Project界面 在此界面中有一个一个未存储的Project选择File Save把目录设在你的工作目录 文件名设为OscillatingPlate点击Save在Project界面左边工作面板的LinktoGeometryFile下 点击Browse 打开所提供的OscillatingPlate agdb文件确认OscillatingPlate agdb被选 高亮显示 点击Newsimulation 模拟中固体问题的描述 建立固体材料当模拟界面展开 在模拟界面左边的目录树中展开Geometry选择Solid 在底下Details窗口中 选择Material紧连材料名StructuralSteel 用鼠标选择NewMaterial当EngineeringData窗口出现 鼠标右击NewMaterial 并重命名为Plate设置Young sModulus 杨氏模量 为2 5e06 Pa Poisson sRatio 泊松比 为0 35 Density 密度 为2550 kgm 3 点击位于Workbench界面上方的Simulation以回到模拟界面 模拟中固体问题的描述 基本分析设置从工具栏选择NewAnalysis TransientStress选择AnalysisSettings 在Details窗口 设置AutoTimeStepping为off设置TimeStep为0 1 s 在整个窗口底边靠右的TabularData面板 设置EndTime为5 0 模拟中固体问题的描述 加入载荷 固定支撑 为确保薄板的底部固定于平板 需要设置固定支撑条件 右击目录树中TransientStress 在快捷菜单中选择Insert FixedSupport用旋转键旋转几何模型 以便可以看见模型底面 low y 然后选择并点击底面 low y 在Details窗口 选择Geometry 然后点击NoSelection使Apply按钮出现 如果需要 点击Apply以设置固支 模拟中固体问题的描述 加入载荷 流固界面右击目录树中TransientStress 在快捷菜单中选择Insert FluidSolidInterface用旋转键旋转几何模型 以便可以方便的通过钮在流固界面上选择三个面 low x high yandhigh xfaces 注意这样会自动生成1个流固界面 模拟中固体问题的描述 加入载荷 压力加载右击目录树中TransientStress 在快捷菜单中选择Insert Pressure在Geometry中选择low x面在Details窗口 选择Magnitude 用出现的箭头选择Tabular Time 在整个视窗的右底边TabularData面板 在表中相对应于时间为0 s 设置压力为100 pa 表中需要继续输入两排参数 100 pa 对应于0 499 s 0 pa 对应于0 5 s 模拟中固体问题的描述 记录ANSYS输入文件 现在 模拟设置已经完成 在Simulation中ANSYSMultiField并不运行 因此用求解器按钮并不能得到结果然而 在目录树中的高亮Solution中 选择Tools WriteANSYSInputFile 把结果写进文件OscillatingPlate inp网格是自动生成的 如果想检查 可以在目录树中选择Mesh保存Simulation数据 返回OscillatingPlate Project 面板 存储Project 创建一个新的模拟 开始ANSYSCFX Pre 选择File NewSimulation 选择General并点击OK 选择File SaveSimulationAs 在Filename栏 敲入OscillatingPlate 点击Save 设置流体问题 在ANSYSCFX Pre中设置ANSYSMultiField 设置流体问题 在ANSYSCFX Pre中设置ANSYSMultiField 输入网格右击Mesh并旋转ImportMesh 选择提供的网格文件OscillatingPlate gtm 点击Open 设置流体问题 在ANSYSCFX Pre中设置ANSYSMultiField 设置仿真类型 选择Insert SimulationType 应用以下设置 点击OK 设置流体问题 在ANSYSCFX Pre中设置ANSYSMultiField 建立流体物质1 选择Insert Material 2 把新物质名定义为Fluid 3 应用以下设置4 点击OK 设置流体问题 在ANSYSCFX Pre中设置ANSYSMultiField 创建域 为了使ANSYSSolver能够把网格变形信息传递给CFXSolver 在CFX中必须激活网格移动 重命名DefaultDomain为OscillatingPlate 并打开进行编辑应用以下设置点击OK 设置流体问题 在ANSYSCFX Pre中设置ANSYSMultiField 创建边界条件流体外部边界创建一个新边界条件 命名为Interface 应用以下设置点击OK 设置流体问题 在ANSYSCFX Pre中设置ANSYSMultiField 对称边界条件创建一个新边界条件 命名为Sym1 应用以下设置点击OK创建一个新边界条件 命名为Sym2应用以下设置点击OK 设置流体问题 在ANSYSCFX Pre中设置ANSYSMultiField 设置初始值点击GlobalInitialization应用以下设置点击OK 设置流体问题 在ANSYSCFX Pre中设置ANSYSMultiField 设置求解器控制点击SolverControl应用以下设置点击OK 设置流体问题 在ANSYSCFX Pre中设置ANSYSMultiField 设置输出控制点击OutputControl点击TrnResults键创建一个瞬态结果 用默认的文件名对TransientResults1应用以下设置点击Monitor键选择MonitorOptions 设置流体问题 在ANSYSCFX Pre中设置ANSYSMultiField 在MonitorPointsandExpressions下点击Addnewitem 采用默认的名字设置Option为CartesianCoordinates设置OutputVariablesList为TotalMeshDisplacementX设置CartesianCoordinates为 0 1 0 点击OK 设置流体问题 在ANSYSCFX Pre中设置ANSYSMultiField 输出求解器文件 def 点击WriteSolverFile如果PhysicsValidationSummary对话框出现 点击Yes以继续应用以下设置确选择是StartSolverManager 点击Save如果发现文件已经存在 点击Overwrite退出ANSYSCFX Pre 自己决定是否存储模拟文件 cfx 通过ANSYSCFX SolverManager获得结果 ANSYSMultifieldsimulation的运行需要CFX和ANSYS联合求解确认DefineRun对话框出现在MultiField键 确认ANSYS输入文件地址是正确的确认ANSYSInstallRoot设置是正确的点击StartRun 通过ANSYSCFX SolverManager获得结果 ANSYS输出文件点击UserPoints键 观察薄板上部随着求解怎样变形当求解完成 ANSYSCFX SolverManager会弹出一个对话框通知你 点击Yes以继续如果在standalone模式下运行ANSYSCFX Solver 关闭ANSYSCFX SolverManager 通过ANSYSCFX Post观察结果 在固体薄板上观察结果显示BoundaryANSYS 在ANSYS DomainANSYS中 对BoundaryANSYS进行如下设置点击Apply选择Tools TimestepSelector 打开TimestepSelector对话框选择value值为1 s 点击Apply 通过ANSYSCFX Post观察结果 相应的瞬态结果被加载 可看到网格在CFX和ANSYS区中移动去除BoundaryANSYS复选框的选择创建等值线 设置Locations为BoundaryANSYS和Sym2 设置Variable为TotalMeshDisplacement 点击Apply打开TimestepSelector对话框 选择value值为1 1 s 这样可以验证TotalMeshDisplacement在CFX和ANSYS区域中是连续变化的 通过ANSYSCFX Post观察结果 接下来打开TimestepSelector对话框 选择value值为1 1 s 置鼠标于浏览器中背景颜色显示的地方 右击 选择Deformation Auto为真实的反映变形 右击 选择Deformation TrueScale 通过ANSYSCFX Post观察结果 创建动画去除Contour1复选框选择显示Sym2对Sym2应用以下设置点击Apply创建一个矢量图 设置Locations为Sym1 设置Variable为Velocity 设置Colour为Constant并为黑色 点击Apply 通过ANSYSCFX Post观察结果 显示BoundaryANSYS 设置Color为constantblue 右击浏览器的空白区域 选择PredefinedCamera ViewTowards Z 放大薄板以清晰的观察点击Animation 动画对话框将出现在动画对话框点击 创建KeyframeNo1在KeyframeCreationandEditing列表突出KeyframeNo1 然后 ofFrames设为48在时间步数选择器加载最后一步 value为50点击 创建KeyframeNo2点击MoreAnimationOptions 展开Animation对话框 通过ANSYSCFX P