ANSYSWorkbench轴流叶轮机械流固耦合分析实例

1、ANSYS 14.0中Workbench提供了进行流固耦合(FSI)分析的模块，可以十分方便的对轴 流叶轮机械进行气动载荷分析，包括最大变形量和等效应力分布。1. 进入 ANSYS14.0 Workbench 界面。i|gj Bvctrc林盟liOtM沖iC5Q HuidFlawE ct.balding(ROLYFLDW)F Jidi zla rf - Eutrin ioh (FOLVFL C .Y j唇 P Jld -Ichu-户 jhd T口 叔FLUElf FJdlawtWLvFLaJV)IQ Hirrr&nic.'Ra.pdFsE蜩 dnsdyi* C D *fmw&#

2、169; Hvdr'd P Hjnibl lfn'itt 穆 K EnlriiU nes - BddiigU*|:grrtfTtcFDCailSaTiceHIjj Rinckam */! b slinr社J Resist 怎 Rsgicyarihai2. 在左下角中的 custom system模块中选择第一个流固耦合模块FSI: Fluid Flow(CFX)-staticstructural，双击。eulCSSyst Ml Coupl *0TijitSOGild阳“ AFC祇"CCD卿飢曲 CtD wth CCM吐忑址町D*15诃 TFRSI; Reid-a 晁七

3、it 命皿y芒I; Fl id FIm- (-_LJEN -> Etatic 51ru =¥= Strrss NodacrdamVibninespotnse Bpectim Therrcl-StressOTfirnddonalBTtettAN5fS nc ts messfices could nd be loaded becousr mo sband interT cowecfion ms fourxS.htto6 /#ww. #nsyis/WTS./c-nf'MW r«AB1StatusOil*3. 屏幕中出现了 FSI模块。A1倉 FuidFlmw CCF

4、X)2* Geometry? j3事Mesh营jA5栓 SetupV j蚯j Sokiticn£ j-6事 Results言 jFluid Flow (CFX)Static Structj右击A5(solution)选择import solution，导入已经计算完毕的CFX结果.res文件。迓 Fluid How (CRC)0 Cecmetry再 static Structural夢 Engineering Data / jy Setup昭 Soluti:2 Geometry住 Modd的 EdiL.Import Solutori卜r Display MonitorsDuiicat

5、eTransfer Data Fr<?nr New卜Transfer Data To New卜1 fairlh+rvFluid FlBrowseepr_2_001. resv久 2.6 J-5pj日廿口2 72re$5.导入结果后的界面如下图所示。CFX部分已经完成了计算，所以不需要额外的设置。AFluid HowCFX)2|tiSolution3 CdResultsFluid Flow (CFX)B1"StafcStnjrtural2據 Engineering Data： Z j3M Geometry? j4阮delT j5曲 SegT6龜 Salcrti&riH 丿

6、70 ResultsT jStatic Structural6.双击B3 (Geometry)进入结构分析的几何单元，初始单位选择meter。7.导入一个叶片的几何实体，可以选择的几何文件类型很多,x_t、iges等等都可以。在CFX中，我们通常计算的都是多个转子，多个叶片，但是在分析流固耦合时，只需导入 自己关心的那个叶片就可以了。EDO e； Stati亡 tinuetijral - D总ci jblMQd皂lbj !iriiFile Create Concept Took View Ha Up j Refresh Input-z Start OverE Lod DesignModdei-

7、| $已阳 Prctxt| Expert.占ttwh tc &ctivp 匚AD Geo metry Hjmport ExteEifll 应eometn/RLT二j寒 Write Script! Ske<ch(&c) of Plane4 Run ScriptPrint| Auto-save NowRestore Autu-bde FileRecent Fnripcrt?Cl05& JignModeler® E I S；寸題致題色iieincrfltc1Tpluyy 固Pm amrteriThinfSurfp" B lend !( Chdinfc

8、r Point uwPdt'i B ddt 。名plitter ViildTFExpurt J. Expcm tl罕 Graphics8然后点击Gen erate，就可以看到生成的叶片实体了。HT-wi,/£uHki!'性匸 hwnfir 巒-airA-sQ2- 阿Lw日 孟口 s - fiHcJlbcxf ihi5UFEjL<Krt JiipcrlFs 出 -xgeFkililiorc Tiw&JlA. «斤 X- X- X k"gF-r 出 .z &sp*anr- 9* Topl#gp 詡二“4«*壬 玄 f *

9、 £ki叫 ILc8. 关闭Geometry窗口回到 Workbench截面，可以看到此时 B3(Geometry)后已经变成了绿 色的"，说明生成正确。43Fluid Flow W0Static St ucturalBStatic 5t?ructupal9. 双击 B4 (model) 进入。可以看至 UGeometry、coord in ate system、connections 等项目前面已经是绿色的对号，不需要再进行设置。10. 单击mesh,在左下角的 Details of mesh，如图进行设置。1 | Project Model 04Details of(+

10、祇辱 Geometry-DefaultsE 中尹、Coordinate E/sbemsPhyEi os PreferenceMechanical田孑吨3 ConnectionsRelevance0Mesh-Sizing0- 7臼 static5tni-cturl 個亍Use Advanced Size Function On: Curvature扌； AnQlJralS- jCLOrlySf t IrnDorted Load fStilLition jRelevan c e CenterMedium曰亍血 Solutioii (B6)Initial Size SeedActive Assemb

11、ly：-：i_£ SdutonInlbrrnationSmcothin-gMediumTrantition"FastSpan AngleCenteMediumCurvature Mor mail AngleDefault C3ftd=)Min Size-Defaultml10.右击 mesh,选择 gen erate mesh生成网格。11.生成的叶片网格如图所示。12.点击static structural，选择工具栏中的 support下的fixed support，为叶片根部添加约束。Fie Edit Vevr Units Tools Help0 Solve iFJ

12、lb古 圃#匣珂甲h警©-® ® ® ® ©-匸承念 I越圍QQ红*品I二F尸 Shcwv VerticesWireharneII Edge Colorirg / /T 仃 NTX 11*1*l Thicken ArEnfi/ironmentrertial Loads Supports tConditions 仃电 Direct FE 託Fixed Support:MineQ互Project5" Model (B4SMmetry3 7*、roordnafe Seisms32onnt:ticntyCfc MeshH ?Q St

13、Atk Structural fBS)- Anavsis Settmas?|U I lnpcrted Load Solutior) -?掬 Solution B6)_ _Jj SclufcOrt Inforrrabona cement "demote Displacement 码 Velocity 屯 Impedanc# Bounddry 零 Fricticnless SupportCompressiDn Only Suapcri 忠 Cylindrical SupporT 2 Eimply Supported 电 Fixed Rotation :玖 Elastif Sppcrt13

14、.选中叶根面，点击左下角中的 Apply，完成约束添加。| PW rr；料 楙 Wihiii时VI *d Ci'iliiring v 插»Z- Z- X 1'FTTlGSwllHncitiSoiic 弋 弭如 阳即誦 A 驚hg dor(| Envirunrirrt 龜 |師1诂 1 可V LO#(U * 毎 tuOOOM * 删或nd 询加冃闪Ki圧 p| s：4tl；nPtWM-ir丘 百| Modd(&4)K .血 Gecirreyt£亡co衬Kure ivsems"龟 Cn科wra >EIE 泊 爭W SlectKal (B5

15、J 滋玉 JBhrni Bennett 对亍1 lwwdLcid 困前”) 7. E ed 54pi>ytE 心 boiuHcn fM) j 打 Kkrfcan IhfBlr HhlD-etai -t of 'Fiiiffd Ruppert"MOi? JI 514点击上工具栏中uni ts，选择转速单位为 RPM.J15如图所示添加转速囹 jA CQurdinctc iSysleffiiS3 百 轡 匚onniEC.tBn3 p 畔 MlcohS'* ?ii |j23EEE3ar亿7： gh!<葺己怖確7宜 InvortEd LGady毂 rviec 5u

16、pper i曰-f | Solution/； j | SoLiiign IiI 斤母丁 Atkclcrdiiun血：Sndag Earth GraxiiyPnra&u»eA Hydrostatic Prssure 3一 Po-rce 号 RcTictc orcc0 Bearing LoadM Bo<t Pirtt*rKioc 卑亠 Murneril St Line PrsLire Thermal Condition 丄 " i i16按自己的算例输入转速。4J_EiIIii iII I i liIijIIiII；IComponentsGioYCami pane

17、ntXCQordmte Z Cornponientco rdirate System0. RPM (rarYipeJl0. RPM (ram ped JDefine ByCocr-dmate SystemXIompan&nt® SuppressInsert£ Mesh2 Static Structural (BS-Analysis Settingszj Clear Generated Data ajb FtenaimeRefresh Imported Load-Fixed Sippoct-RotstiDnal /eloat?=1 ?剣 Solutkin (B6)*

18、I SokJtiofi InfrTrnpcirW I “崩 ®h 册心 IAll BodiesScop«Scop iMEthad Seometrv-' SelectionGeometryG«metn/X Print Fr&viewX R.ep-?rt Preview；-DefinitionSuppressedNo二£ Body TemperatureY<oordinat# 0. mZ Coordinate 0. m17导入压力。Mess ag e 专 Gir aphi.rii-VS VJorkbencn J report &

19、tatuOrrt dll Ployrras.,.te-d Load (Solution *JIrnpartsd DataCFD RbelIte :rterpoiailcrPrecessing CFD res jlts Fi e.-fWVQUJ o ycvuifI So-lutl0n (feHb jj SotJtbri TrfbfnaUiDnI Tert18.在左下角的 Details of imported pressure 中，Geometry 选择叶片表面， CFD surface 选择 CFX中设置的对应边界。完成后如图所示。Details of 'Imported Pressu

20、re'ScopeScoping Method Geometry Selection Geo rnetryDefirtilien1 FaceType Su p pressedImpci rtfd PressureMoTr-ansler DefiiniCFL? 5u rfaceR2 BladeCFD DataJCFD Results- Fil-eC:Llsei5jinjurweiAppOataLo匚日lT亡rmpWB-.19.选择输出变量，总变形和应力Stress "oolDefarmsrit arStrainiStFC33 frerg/LjnedrLec：CtAFcticral

21、of "Solution (3G "iti« Meih RrfiincmeritHe+inient loops 1FdtiyucrProBeCoordiiate £y&t&fr»gU«er Dfiritdl R#cult曽豈 i-iwa MpporcIn 科*1EnergyLir*ewired StressFatigue匚on<&ct ToolProbeCoardimt SytlimSifll I Dear" Cbfingrl Ea-n i h-呜 Middle P rind pal 叫 Mki

22、irnum Pricipd 鸣Shwr®?i Nonrrul% Slwrfl% Vector Pr mcipal白形J Solve<J Ckw Generated Datd<Jr> R*n4irn*_i Open SKer Files CirecToryjolucion l.86i*Q亡mmt Loops 1.20终于可以计算了!+ ”严 CcordinU S'ysterms Fl亀 CcnriectiQnsMeshIT -： 31 Static Structural (B5jAnalysis 号已ttings<1 Imported Load (5olution).馥 Irpor ted PresEureFixed