ANSYS流固耦合应用案例课件_第1页
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文档简介

1、ANSYS流固耦合分析示例,1,学习交流PPT,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,2,学习交流PPT,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ANSYS CFX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,ANSYSMultiField求解器提供了耦合求解的平 台。,3,学习交流PPT,模拟中固体问题的描述,开始模拟 运行ANSYS Workbench 点

2、击Empty Project将出现Project界面,在此界面中有一个一个未存储的Project 选择FileSave 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Link to Geometry File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New simulation,4,学习交流PPT,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D

3、etails窗口中,选择Material 紧连材料名Structural Steel,用鼠标选择New Material 当Engineering Data窗口出现,鼠标右击New Material,并重命名为Plate 设置Youngs Modulus(杨氏模量)为2.5e06 Pa,Poissons Ratio(泊松比)为0.35,Density(密度)为2550kg m-3 点击位于Workbench界面上方的Simulation以回到模拟界面,5,学习交流PPT,模拟中固体问题的描述,基本分析设置 从工具栏选择New AnalysisTransient Stress 选择Analysi

4、s Settings,在Details窗口,设置Auto Time Stepping为off 设置Time Step为0.1 s 在整个窗口底边靠右的Tabular Data面板,设置End Time为5.0,6,学习交流PPT,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Transient Stress,在快捷菜单中选择Insert Fixed Support 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No Selection使

5、Apply按钮出现(如果需要)。点击Apply以设置固支。,7,学习交流PPT,模拟中固体问题的描述加入载荷,流固界面 右击目录树中Transient Stress,在快捷菜单中选择Insert Fluid Solid Interface 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-y and high-x faces),注意这样会自动生成1个流固界面。,8,学习交流PPT,模拟中固体问题的描述加入载荷,压力加载 右击目录树中Transient Stress,在快捷菜单中选择Insert Pressure 在Geometry中选择low-x面

6、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Tabular Data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,9,学习交流PPT,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ANSYS MultiField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 Write ANSYS Input File,把结果写进文件Oscillatin

7、gPlate.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Oscillating Plate Project面板,存储Project,10,学习交流PPT,创建一个新的模拟: 开始ANSYS CFX-Pre. 选择File New Simulation. 选择 General 并点击 OK. 选择 File Save Simulation As. 在栏, 敲入 OscillatingPlate. 点击 Save.,设置流体问题、在ANSYS CFX-Pre中设置ANSYS MultiField,11,学习交流PPT,设置流体问题、在ANS

8、YS CFX-Pre中设置ANSYS MultiField,输入网格 右击Mesh 并旋转 Import Mesh. 选择提供的网格文件OscillatingPlate.gtm. 点击Open.,12,学习交流PPT,设置流体问题、在ANSYS CFX-Pre中设置ANSYS MultiField,设置仿真类型: 选择 Insert Simulation Type. 应用以下设置: 点击OK,13,学习交流PPT,设置流体问题、在ANSYS CFX-Pre中设置ANSYS MultiField,建立流体物质 1. 选择 Insert Material. 2. 把新物质名定义为 Fluid. 3

9、. 应用以下设置 4. 点击OK,14,学习交流PPT,设置流体问题、在ANSYS CFX-Pre中设置ANSYS MultiField,创建域:为了使ANSYS Solver能够把网格变形信息传递给CFX Solver,在CFX中必须激活网格移动。 重命名Default Domain为OscillatingPlate,并打开进行编辑 应用以下设置 点击OK,15,学习交流PPT,设置流体问题、在ANSYS CFX-Pre中设置ANSYS MultiField,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,16,学习交流PPT,设置流体问题

10、、在ANSYS CFX-Pre中设置ANSYS MultiField,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,17,学习交流PPT,设置流体问题、在ANSYS CFX-Pre中设置ANSYS MultiField,设置初始值 点击 Global Initialization 应用以下设置 点击OK,18,学习交流PPT,设置流体问题、在ANSYS CFX-Pre中设置ANSYS MultiField,设置求解器控制 点击Solver Control 应用以下设置 点击OK,19,学习交流PPT,设置

11、流体问题、在ANSYS CFX-Pre中设置ANSYS MultiField,设置输出控制 点击Output Control 点击 Trn Results 键 创建一个瞬态结果,用默认的文件名 对 Transient Results 1应用以下设置 点击 Monitor 键 选择Monitor Options,20,学习交流PPT,设置流体问题、在ANSYS CFX-Pre中设置ANSYS MultiField,在Monitor Points and Expressions下 点击Add new item ,采用默认的名字 设置 Option 为 Cartesian Coordinates 设

12、置 Output Variables List 为Total Mesh Displacement X 设置Cartesian Coordinates为0, 1, 0 点击OK,21,学习交流PPT,设置流体问题、在ANSYS CFX-Pre中设置ANSYS MultiField,输出求解器文件(.def) 点击Write Solver File 如果 Physics Validation Summary 对话框出现,点击 Yes 以继续 应用以下设置 确选择是 Start Solver Manager ,点击 Save 如果发现文件已经存在,点击Overwrite 退出ANSYS CFX-Pr

13、e,自己决定是否存储模拟文件 (.cfx),22,学习交流PPT,通过 ANSYS CFX-Solver Manager 获得结果,ANSYS Multifield simulation的运行需要CFX和ANSYS联合求解 确认Define Run 对话框出现 在 MultiField 键, 确认 ANSYS 输入文件地址是正确的 确认ANSYS Install Root 设置是正确的 点击Start Run,23,学习交流PPT,通过 ANSYS CFX-Solver Manager 获得结果,ANSYS输出文件 点击User Points 键,观察薄板上部随着求解怎样变形 当求解完成, A

14、NSYS CFX-Solver Manager 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 ANSYS CFX-Solver ,关闭 ANSYS CFX-Solver Manager,24,学习交流PPT,通过 ANSYS CFX-Post 观察结果,在固体薄板上观察结果 显示Boundary ANSYS(在 ANSYS Domain ANSYS中) 对 Boundary ANSYS进行如下设置 点击Apply 选择Tools Timestep Selector ,打开Timestep Selector 对话框 选择 value 值为1 s ,点击Appl

15、y,25,学习交流PPT,通过 ANSYS CFX-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 Boundary ANSYS复选框的选择 创建等值线,设置Locations 为Boundary ANSYS 和Sym2, 设置 Variable为Total Mesh Displacement,点击Apply 打开Timestep Selector 对话框,选择 value 值为1.1 s 这样可以验证Total Mesh Displacement在CFX和ANSYS区域中 是连续变化的,26,学习交流PPT,通过 ANSYS CFX-Post 观察结果

16、,接下来 打开Timestep Selector 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 True Scale,27,学习交流PPT,通过 ANSYS CFX-Post 观察结果,创建动画 去除 Contour 1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,28,学习交流P

17、PT,通过 ANSYS CFX-Post 观察结果,显示 Boundary ANSYS,设置 Color 为 constant blue. 右击浏览器的空白区域, 选择 Predefined Camera View Towards-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Keyframe Creation and Editing列表突出KeyframeNo1,然后# of Frames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More Animation Options ,展开Animation对话框,29,学习交流PPT,通过 ANSYS CFX-Post 观察结果,点击Options 钮 在 Options上,

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