(2021年整理)双向流固耦合实例

1、双向流固耦合实例双向流固耦合实例 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（双向流固耦合实例）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快 业绩进步，以下为双向流固耦合实例的全部内容。双向流固耦合实例（fluent与structure）说明：本例只应用于fluent14.0以上版本。ansys 14.0是2011年底新推出的版本，在

2、该版本中,加入了一个新的模块system coupling，目前只能用于fluent与ansys mechanical的双向流固耦合计算。官方文档中有介绍说以后会逐渐添加对其它求解器的支持,不过这不重要，重要的是现在fluent终于可以不用借助第三方软件进行双向流固耦合计算了，个人认为这是新版本一个不小的改进。模块及数据传递方式如下图所示。一、几何准备流固耦合计算的模型准备与单独的流体计算不同，它需要同时创建流体模型与固体模型.在geometry模块中同时创建流体模型与固体模型。到后面流体模型或固体模块中再进行模型禁用处理。模型中的尺寸：v1：32mm,h2:120mm，h5:60mm，h3:

3、3mm，v4:15mm。由于流体计算中需要进行动网格设置,因此推荐使用四面体网格。当然如果挡板刚度很大网格变形很小时，可以使用六面体网格，划分六面体网格可以先将几何进行slice切割。这里对流体区域网格划分六面体网格，固体域同样划分六面体网格。二、流体部分设置1、网格划分双击b3单元格，进入meshing模块进行网格划分。禁用固体部分几何.设定各相关部分的尺寸，由于固体区域几何较为整齐，因此在切割后只需设定一个全局尺寸即可划分全六面体网格。这里设定全局尺寸为1mm.划分网格后如下图所示.2、进行边界命名，以方便在fluent中进行边界条件设置设置左侧面为速度进口velocity inlet，右

4、侧面为自由出流outflow，上侧面为壁面边界wall_top，正对的两侧面为壁面边界wall_side1与wall_side2（这两个边界在动网格设定中为变形域）,设定与固体交界面为壁面边界(该边界在动网格中设定为system coupling类型）.操作方式：选择对应的表面，点击右键，选择菜单create named selection,然后输入相应的边界名称.注意：fluent会自动检测输入的名称以使用对应的边界类型，当然用户也可以在fluent进行类型更改.完成后的树形菜单如下图所示。本部分操作完毕后，关闭meshing模块。返回工程面板。3、进入fluent设置fluent主要进行动

5、网格设置。其它设置与单独进行fluent仿真完全一致。设置使用瞬态计算，使用k-epsilon湍流模型.这里的动网格主要使用弹簧光顺处理(由于使用的是六面体网格且运动不规律）,需要使用tui命令打开光顺对六面体网格的支持。使用命令/define/dynamicmesh/controls/smoothing-parameters。动态层技术与网格重构方法在六面体网格中失效。因此,建议使用四面体网格.我们这里由于变形小,所以只使用光顺方法即可满足要求。点击dynamic mesh进入动网格设置面板.如下图所示，激活动网格模型。4、smoothing参数使用弹簧光顺方法。设置参数弹簧常数0.6，边界

6、节点松弛因子0.6。如下图所示。5、运动区域设置主要包括三个运动区域：流固耦合面、两侧的面。其中流固耦合面运动方式为system coupling，两侧壁面运动类型为deforming。设置最小网格尺寸0。8,最大网格尺寸1.5,最大扭曲率0.6。如下图所示（点击查看大图）。6、其它设置包括求解控制参数设置、动画设置、自动保存设置、初始化设置、计算时间步及步长设置等。与单独fluent使用没有任何差异。迭代参数设置如下图所示.关闭fluent，返回工程面板。二、固体部分设置1、材料设置双击c2单元格进入固体材料设置。这里保持默认的结构钢。弹性模量2。1e11pa，泊松比0。3.需要注意的是材料

7、特性决定了变形，因此对于刚度小的材料可能会存在大的位移,在流体求解器中动网格设置时需要加以关注.点击retrun to project回到工程面板。2、网格划分及进行约束双击c4单元格进入固体网格划分模块.设定网格尺寸1mm划分网格。添加流固耦合面及固定边界约束。设置分析参数，时间步长设置为0。01s，总时间为1s。如下图所示。设置完毕后,关闭ds返回工程面板。右键单击c5单元格，选择update进行更新。三、system coupling设置1、设置时间耦合双击d2单元格，进入system coupling面板.点击analysis settings，如左下图所示。在弹出的面板中设置end time为1s，设置step size为0。01s，如右上图所示。2、设置耦合面点选ctrl的同时选择固体与流体中的耦合面名称，点击右键，创建流固耦合面.如下图所示。点击