CFX+WORKBENCH实现流固耦合.doc

CFX/ICEMCFD CFX+WORKBENCH实现流固耦合WORKBENCH, CFX, 耦合近日研究流固耦合得一点经验，应k版要求，出一个简单教程。有不对之处请大家批评指正。& x. y9 L z N8 X+ lz+ 小弟也是刚刚研究CFX等软件。5 N4 Q& I5 F+ 流固耦合的流程我在另外一个帖子有贴过，那是在ansys10.0中的流程，目前我采用了ansys11.0，* k9 I+ a/ J5 j1 可以说，操作上较10.0又有了很大的进步。) n5 R5 z8 J* a我的固体部分是在workbench里面定义，而流体部分网格划分是在icem做，定义边界条件等是在CFX里面完成。3 n$ J, B) H* q! 耦合需要的是workbench所提供的.inp文件和CFX提供的.def文件& y0 d- B& ( C: n下面我配合图片简单讲一下：- d+ c- F) k/ X/ j* U固体部分：2 Y1 z& W- E: o) J5 N! Q1.建立固体模型。如图所示：I1 e7 P7 - J* 下载 (45.15 KB)2007-5-23 09:11& N& m$ 3 Q1 : Z* v: I固体模型就是一段直管，取了一个对称面。1 s9 r# Yt- $ s) G1 p9 g2 A2.对固体模型定义材料属性，这个是很简单的；（用过workbench的可能都没有问题）& ?/ o6 z. i5 A3 c+ W3.对固体模型网格划分，由于是直管，划分比较容易, 3 c t2 0 F: B! M% m 下载 (64.85 KB)2007-5-23 09:110 D5 u; O: u: O; K4.划分完毕，点击mesh，选择new analysis中的flexible dynamic进行瞬态分析。在flexible dynamic+ : T5 H/ Q* S8 ( U0 M k中定义边界条件为：直管两端约束全部自由度，对对称面加对称边界，对直管内壁插入fluid solid interface的边界（选择内壁面，右键）9 S0 c- W( A! C7 p) Y 下载 (44.96 KB)2007-5-23 09:11& L o) C% R# I5.左键点击solution，右键插入deformation-total deformation，插入strain-equivalent elastic straine2 U0 l+ D- d2 $ E4 N! Y: p6.左键点击solution，tools-write ansys input files to你指定的文件夹。3 W* t5 Y# L+ : C( n1 _ d D! & B7 u1 l以上就定义好了固体部分的输入文件：ansys.inp6 s# L$ h+ D0 C7 : 2 d2 | ?& Q- T9 A L! : Y9 L. Q |5 5 , 8 r1 o: ?3 流体部分：1 n+ Q, I 5 F7 a3 f9 1.模型。模型可以用icem读取创建的直管，取其内表面，同时删除其余部分，并重新repaire内表面，补上对称面，补上inlet和outlet/ R2 - q3 o% p1 u% S( I$ R 下载 (119.81 KB)2007-5-23 09:11$ N- $ S2 t7 yT! J1 e, u) x2.网格划分（具体过程忽略）- b4 V& |2 T& S8 Y 下载 (93.88 KB)2007-5-23 09:35# X8 A& Z* E& _ H5 u7 a3.选择output，用ansys cfx作为求解器，输出能够被cfx读取的文件格式：.CFX5% G7 E% Q8 X5 9 h4.用CFX的mesh中import读取网格文件.cfx5 ，并定义分析类型.( y5 x1 x. RF4 qbasic settings -external solver coupling选择ansys mutifield并将ansys input file指向刚刚存储的文件。9 B0 ?$ K8 g8 O8 * K K1 r然后定义瞬态的时间范围，时间步等。% _7 * m! Y& 2 F 2 D5.定义domain，general options中选择mesh deformation为regions of motion specified _c7 ?, i9 d0 sv fluid models 选择turbulence 为none/ 0 i2 V6 ? U8 U3 b$ w6.定义inlet，outlet，symmetry和wall。7 & S6 zZ. J; n1）这里我的inlet给了一个正旋函数的半波，相当于一个脉冲。随便给压力入口还是速度入口都可以得到比较好的结果。+ C2 u7 r- & C1 ; m4 R: S N2）出口我选择了一个0压，（暂时还没有想到什么好的边界条件）% |. T7 U$ V w( w+ 5 n% |% k3）对称边界设置比较简单+ W9 U9 m* Q( |$ L+ P+ x 6 X4）wall的设置：basic setting没有问题。boundary details里面mesh motion选择ansys mutifield。! c7 b( O Ke7 t! c+ C3 w4 C9 L下载 (105.51 KB)2007-5-23 09:298 h: X0 0 f1 L) i4 f7.加初始条件，这里就让所有压力都为0即可；_2 l0 |W* J. 7 p9 o* A8.solver control默认即可，output control添加一个新的TRANSIENT RESULTS并将output frequency中的time interval Z0 y8 q2 F+ z+ J2 r设置为跟你的time step一样。* K9 & 7 dJ1 c1 O9.write .def文件并启动运算% l0 # 0 : s0 v9 G5 _; Q 下载 (88.94 KB)2007-5-23 09:34& I% R6 F- x5 % ) U0 这里注意指定.inp文件，工作文件夹，cpu数量等+ P4 H- w8 U5 r* b& M2 10.监视收敛曲线，等着看结果吧！有点疑问请教, 在ansys端设定好一个档ansys.inp, 那在Mesh motion 中的ANSYS interface你设定为FSIN_1, 此FSIN_1与ansys.inp有关吗?. N# L) V1 E( v9 e/ 2 ; B* UJ i9 D|比较不懂的是它们之间的架构, 例如workbench 如何传递(或设定) CFX求得的pressure(or force )给ANSYS中6 e3 r9 G4 B3 N1 _; & f6 _, 然後 ANSYS求解完变形, 又如何传回来改cfx ?6 z$ f) _/ b% s2 + S. M- g% o; T l, f6 y2 E; W Z2 l, F另, 整个solver启动是在workbench or cfx?1.MESH MOTION中的FSIN_1会默认对应到INP中定义的fluid solid interface那个面，那个就是流固传递数据的主要途径； p$ W. I9 Q8 6 / s( n2.这个就是程序里面提供的，在帮助文档里面有讲软件是如何做的。（搜