ansys应用-流固耦合
ANSYS Workbench轴流叶轮机械流固耦合分析实例
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。
2.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。
3.屏幕中出现了FSI模块。
4.右击A5(solution)选择import solution，导入已经计算完毕的CFX结果.res文件。
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。
6.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。
8.然后点击Generate，就可以看到生成的叶片实体了。
8.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。
9.双击B4（model）进入。
可以看到Geometry、coordinate 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。
10.右击mesh，选择generate 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。
13.选中叶根面，点击左下角中的Apply，完成约束添加。
14.点击上工具栏中units，选择转速单位为RPM.15.如图所示添加转速16.按自己的算例输入转速。
ANSYS流固耦合
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，ANSYS－MultiField求解器提供了耦合求解的平 台。
4. 点击OK
设置流体问题、 中设置ANSYS MultiField 设置流体问题、在ANSYS CFX-Pre中设置 中设置
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。 1. 重命名Default Domain为OscillatingPlate，并打开进行编 辑 2. 应用以下设置
8.
点击OK
设置流体问题、 中设置ANSYS MultiField 设置流体问题、在ANSYS CFX-Pre中设置 中设置
输出求解器文件(.def) 1. 点击Write Solver File 2. 如果 Physics Validation Summary 对话框出现，点击 Yes 以继续 3. 应用以下设置
3.
点击OK
设置流体问题、 中设置ANSYS MultiField 设置流体问题、在ANSYS CFX-Pre中设置 中设置
创建边界条件 • 流体外部边界
1. 2. 创建一个新边界条件，命名为Interface. 应用以下设置
3.
点击OK
设置流体问题、 中设置ANSYS MultiField 设置流体问题、在ANSYS CFX-Pre中设置 中设置
ANSYS Workbench LS-DYNA流固耦合方法应用
ANSYS Workbench LS-DYNA流固耦合方法应用贮液容器（含塑料瓶）广泛应用于化工、食品包装、储运等领域。
由于容器（含塑料瓶）在运输和使用过程中常常会因为跌落或碰撞冲击导致破损而造成损失和污染，因此，研究贮液容器（含塑料瓶）在跌落碰撞过程中的力学行为，对认识容器（含塑料瓶）跌落碰撞损伤机理，优化容器（含塑料瓶）结构，提高其安全性和使用价值意义重大。
．贮液容器的跌落是一个典型的流固耦合问题，可采用LS-DYNA的ALE算法（任意拉格朗日欧拉算法）进行模拟。
下面以一个封闭的装水水箱为例，介绍ANSYS Workbench LS-DYNA分析此类型跌落问题的方法和步骤：1.建立几何模型调用ANSYS Workbench中的LS-DYNA模块，如图1所示。
然后使用ANSYS的CAD工具DesignModeler建立几何模型，如图2所示。
图1 调用Workbench LS-DYNA 图2 DesignModeler中建立几何模型2.生成K文件双击进入“Model”后，对模型进行网格划分、边界条件设置、速度设置和分析设置，如图3所示。
设置完成后点击“solve”求解，生成K文件，如图4所示。
图3 调用Workbench LS-DYNA 图4 DesignModeler中建立几何模型3.编辑K文件通过Workbench LS-DYNA生成的K文件中关键字是不够完善的，并不能直接递交LS-DYNA求解器进行求解。
K文件中所欠缺的一些关键字，在流固耦合分析中是必不可少的，如空材料的定义、跟随坐标系的定义、空白域的定义以及状态方程的定义等。
3.1 重要关键字释义（1）LS-DYNA程序提供了运动的多物质ALE网格，可以方便地为多物质ALE算法定义跟随坐标系*ALE_REFERENCE_SYSTEM_NODE*ALE_REFERENCE_SYSTEM_GROUP（2）定义空材料和状态方程的关键字*MAT_NULL *EOS（3）初始化空白域的关键字*INITIAL_VOID_PART（4）结构和流体之间耦合的关键字*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID（5）单元算法定义（单点积分的单物质加空白材料）的关键字*SECTION_SOLID_ALE ELF0RM=12（6）在重力作用下产生下落的关键字*LOAD_BODY……3.2关键字编辑方法关键字的编辑或修改一般有两种方法，一种是直接在ls-prepost中对关键字进行编辑设置，如图5所示；另一种是在文本编辑器UltraEdit中对关键字进行编辑或修改，如图6所示。
ANSYSCFX11.0双向流固耦合实现步骤（原创）
流固耦合方法要实现流固耦合首先要确定固体模型和流体模型。
本设计的流体和固体模型都是在ANSYS Workbench中建立的（也可以用其他的三维建模工具）。
建模后将流体模型输出为IGES格式，然后导入到ICEM中化分网格备用。
固体模型则直接在Workbench中的Simulation中定义固支面和流固耦合面等，并划分网格。
最后输出inp文件。
最后利用CFX进行双向流固耦合计算。
具体步骤在下面分别叙述。
流体部分1.流体模型的建立启动ANSYS Workbench，点击New geometry开启DesignModeler。
在这里可以采用多种建模方法，我用的是直接在Create下拉菜单中选择最底部的Primitives 中的bend选项，直接建立一系列的扇形环柱体。
即可组成流体域的模型，在这里不再赘述。
2.流体网格的划分建模后将流体模型输出为IGES格式，然后导入到ICEM中。
在ICEM中通过点和线处理工具删掉一些多于的线并补上必要的点（分块的时候用来固定节点）。
然后创建体，在创建的提示栏中选择所有的面。
注意体形成后要多还几个角度观察，以确定solid点在整个模型的内部。
接下来就要分块，点击blocking按钮，选择整个实体为对象创建块。
之后将块沿边界切割成若干子块，删掉不需要的子块。
然后把快上的节点固定在相应的实体的点上，把块的边界线固定在相应的实体线上。
然后在块的特征边上设定节点数，化分网格。
3.网格输出网格划分完之后，需要将网格从ICEM CFD导出到计算软件ANSYS CFX中做计算，其具体的操作步骤如下：（1）选择File > Mesh > Load from Blocking;（2）选择File > Blocking > Save Multiblock Mesh,在出来的对话框上选择V olume。
（3）选择Output > Select solver,在出来的对话框上选择计算所用的软件ANSYS CFX，点击Okay。
ansys流固耦合案例
ansys流固耦合案例1. Ansys流固耦合案例：热沉设计热沉是一种用于散热的设备，通常用于电子设备中，以降低温度并保护设备不受过热损坏。
在设计热沉时，流体流动和热传导是两个重要的物理过程。
Ansys流固耦合可以帮助工程师模拟和优化热沉的设计。
在这个案例中，我们考虑了一个由铝合金制成的热沉。
热沉的底部与电子设备紧密接触，通过流体流动和热传导来吸收和传递热量。
通过使用Ansys的流固耦合模块，我们可以解决以下问题：1) 流体流动模拟：我们可以使用Ansys Fluent模块模拟流体在热沉内部的流动情况。
通过设定合适的边界条件和材料属性，我们可以计算出流体的速度场和压力场。
2) 热传导模拟：我们可以使用Ansys Mechanical模块模拟热沉内部的热传导过程。
通过设定热源和材料属性，我们可以计算出热沉内部的温度分布。
3) 流固耦合模拟：在流体流动和热传导模拟的基础上，我们可以使用Ansys的流固耦合模块将二者结合起来。
通过设定合适的耦合条件，我们可以模拟出流体对热沉的冷却效果，并计算出热沉的最终温度分布。
通过这个案例，我们可以优化热沉的设计，以达到更好的散热效果。
我们可以调整热沉的几何形状、材料属性和流体流动条件，以最大程度地提高散热效率，并确保电子设备的正常运行。
2. Ansys流固耦合案例：风力发电机叶片设计风力发电机叶片是将风能转化为机械能的关键部件。
在设计风力发电机叶片时，流体力学和结构力学是两个重要的物理过程。
Ansys 流固耦合可以帮助工程师模拟和优化叶片的设计。
在这个案例中，我们考虑了一个三叶式风力发电机叶片。
叶片由复合材料制成，通过受风力作用，将机械能传递给发电机。
通过使用Ansys的流固耦合模块，我们可以解决以下问题：1) 风场模拟：我们可以使用Ansys Fluent模块模拟风力对叶片的作用。
通过设定合适的边界条件和材料属性，我们可以计算出风场的速度场和压力场。
2) 结构分析：我们可以使用Ansys Mechanical模块模拟叶片的结构响应。
ansys流固耦合案例
ansys流固耦合案例流固耦合是指流体和固体之间相互作用的一种现象，也是工程实际中经常遇到的一种情况。
在ANSYS软件中，可以通过流固耦合分析来模拟和研究这种相互作用。
下面列举了10个符合要求的ANSYS 流固耦合案例。
1. 水流对桥梁的冲击分析：通过ANSYS流固耦合分析，研究水流对桥梁结构的冲击力和应力分布情况，以评估桥梁的稳定性。
2. 水下管道的流固耦合分析：通过ANSYS软件中的流固耦合模块，模拟水下管道在水流作用下的应力和变形情况，以确定管道的安全性能。
3. 水泵的流固耦合分析：利用ANSYS软件中的流固耦合模块，模拟水泵在工作状态下的流体流动和叶轮的应力分布，以优化水泵的设计。
4. 风力发电机叶片的流固耦合分析：通过ANSYS流固耦合分析，研究风力发电机叶片在风力作用下的变形和应力分布情况，以提高叶片的性能和可靠性。
5. 汽车底盘的流固耦合分析：利用ANSYS软件中的流固耦合模块，模拟汽车底盘在行驶过程中的气动力和振动响应，以改善车辆的稳定性和乘坐舒适性。
6. 船舶结构的流固耦合分析：通过ANSYS流固耦合分析，研究船舶结构在船体运动和海洋波浪作用下的应力和变形情况，以提高船舶的稳定性和安全性。
7. 石油钻井过程中的流固耦合分析：利用ANSYS软件中的流固耦合模块，模拟石油钻井过程中的井筒流体流动和井壁的应力分布，以优化钻井工艺和提高钻井效率。
8. 液压缸的流固耦合分析：通过ANSYS流固耦合分析，研究液压缸在工作过程中的液体流动和缸体的应力分布情况，以提高液压缸的性能和可靠性。
9. 燃烧室的流固耦合分析：利用ANSYS软件中的流固耦合模块，模拟燃烧室内燃烧过程中的流体流动和壁面的热应力分布，以改善燃烧室的燃烧效率和寿命。
10. 水轮机的流固耦合分析：通过ANSYS流固耦合分析，研究水轮机叶片在水流作用下的变形和应力分布情况，以提高水轮机的转换效率和可靠性。
以上是符合要求的10个ANSYS流固耦合分析案例，这些案例涵盖了不同领域和不同类型的流固耦合问题，可以帮助工程师和设计师更好地理解和解决实际工程中的流固耦合问题。
ANSYS Workbench LS-DYNA流固耦合方法应用
ANSYS Workbench LS-DYNA流固耦合方法应用贮液容器（含塑料瓶）广泛应用于化工、食品包装、储运等领域。
由于容器（含塑料瓶）在运输和使用过程中常常会因为跌落或碰撞冲击导致破损而造成损失和污染，因此，研究贮液容器（含塑料瓶）在跌落碰撞过程中的力学行为，对认识容器（含塑料瓶）跌落碰撞损伤机理，优化容器（含塑料瓶）结构，提高其安全性和使用价值意义重大。
．贮液容器的跌落是一个典型的流固耦合问题，可采用LS-DYNA的ALE算法（任意拉格朗日欧拉算法）进行模拟。
下面以一个封闭的装水水箱为例，介绍ANSYS Workbench LS-DYNA 分析此类型跌落问题的方法和步骤：1.建立几何模型调用ANSYS Workbench中的LS-DYNA模块，如图1所示。
然后使用ANSYS的CAD工具DesignModeler建立几何模型，如图2所示。
图1 调用Workbench LS-DYNA图2 DesignModeler中建立几何模型2.生成K文件双击进入“Model”后，对模型进行网格划分、边界条件设置、速度设置和分析设置，如图3所示。
设置完成后点击“solve”求解，生成K文件，如图4所示。
图3调用Workbench LS-DYNA图4DesignModeler中建立几何模型3.编辑K文件通过Workbench LS-DYNA生成的K文件中关键字是不够完善的，并不能直接递交LS-DYNA求解器进行求解。
K文件中所欠缺的一些关键字，在流固耦合分析中是必不可少的，如空材料的定义、跟随坐标系的定义、空白域的定义以及状态方程的定义等。
3.1重要关键字释义（1）LS-DYNA程序提供了运动的多物质ALE网格，可以方便地为多物质ALE算法定义跟随坐标系*ALE_REFERENCE_SYSTEM_NODE*ALE_REFERENCE_SYSTEM_GROUP（2）定义空材料和状态方程的关键字*MAT_NULL*EOS（3）初始化空白域的关键字*INITIAL_VOID_PART（4）结构和流体之间耦合的关键字*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID（5）单元算法定义（单点积分的单物质加空白材料）的关键字*SECTION_SOLID_ALE ELF0RM=12（6）在重力作用下产生下落的关键字*LOAD_BODY……3.2关键字编辑方法关键字的编辑或修改一般有两种方法，一种是直接在ls-prepost中对关键字进行编辑设置，如图5所示；另一种是在文本编辑器UltraEdit中对关键字进行编辑或修改，如图6所示。
ANSYS流固耦合分析实例
为0 [s]设置压力为100 [pa] 5. 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ANSYS MultiField 并不运行，因此用求解器按钮并不能得到结果 1. 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OscillatingPlate.inp 2. 网格是自动生成的，如果想检查，可以在目录树中选择Mesh 3. 保存Simulation数据，返回Oscillating Plate [Project]面板， 存储Project
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。
1. 右击目录树中Transient Stress，在快捷菜单中选择Insert > Fixed Support
2. 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）
3. 在Details窗口，选择Geometry，然后点击No Selection使Apply 按钮出现（如果需要）。点击Apply以设置固支。
设置仿真类型： 1. 选择 Insert > Simulation Type. 2. 应用以下设置： 3. 点击OK
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. 应用以下设置
ANSYS流固耦合
设置流体问题、在ANSYS CFX-Pre中设置ANSYS MultiField
7. 在Monitor Points and Expressions下 a. 点击Add new item ，采用默认的名字
b. 设置 Option 为 Cartesian Coordinates c. 设置 Output Variables List 为Total Mesh Displacement
通过 ANSYS CFX-Solver Manager 获得结果
ANSYS输出文件 1. 点击User Points 键，观察薄板上部随着求解怎样变形 2. 当求解完成， ANSYS CFX-Solver Manager 会弹出一个
对话框通知你，点击Yes 以继续 3. 如果在standalone模式下运行 ANSYS CFX-Solver ，关
接下来 1. 打开Timestep Selector 对话框，
选择 value 值为1.1 [s] 2. 置鼠标于浏览器中背景颜色显示的
地方，右击，选择Deformation > Auto 3. 为真实的反映变形，右击， 选择 Deformation >True Scale
通过 ANSYS CFX-Post 观察结 果
置 Variable为Total Mesh Displacement，点击Apply 3. 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
通过 ANSYS CFX-Post 观察结 果
以继续 3. 应用以下设置
ansys流固耦合案例
ansys流固耦合案例
ANSYS流固耦合是一种模拟分析技术，用于研究流体和固体之间的相互作用。
它可以在一个模拟中同时考虑流体和固体的运动和变形，从而更准确地预测系统的行为。
以下是一些ANSYS流固耦合的应用案例：
1. 水下爆炸冲击分析：在这种情况下，流固耦合分析可以用于研究水中的爆炸冲击对周围结构的影响。
通过考虑水的流动和固体结构的变形，可以更准确地预测爆炸冲击的传播路径和结构的破坏程度。
2. 风力发电机叶片设计：在风力发电机中，叶片的设计对其性能至关重要。
流固耦合分析可以用于优化叶片的形状和材料，以最大限度地提高能量转换效率。
通过考虑风的流动和叶片的变形，可以预测叶片的受力情况和振动特性。
3. 水力润滑轴承分析：在水力润滑轴承中，流体的流动对轴承的性能和寿命有重要影响。
流固耦合分析可以用于优化轴承的设计，以减少摩擦和磨损，并提高轴承的承载能力。
通过考虑流体的流动和轴承的变形，可以预测轴承的润滑性能和寿命。
4. 波浪对海洋结构物的影响分析：在海洋工程中，波浪对海洋结构物的影响是一个重要的研究领域。
流固耦合分析可以用于研究波浪对海洋平台、堤岸和海底管道等结构物的冲击和振动情况。
通过考虑波浪的流动和结构物的变形，可以预测结构物的破坏程度和安全
性能。
这些案例只是流固耦合分析的一小部分应用领域，实际上在工程和科学研究中有很多其他的应用。
ANSYS作为一种强大的模拟软件，可以帮助工程师和科学家更好地理解和优化流体和固体系统的相互作用。
基于ANSYSWorkbench的流固耦合计算研究及工程应用
基于ANSYSWorkbench的流固耦合计算研究及工程应用基于ANSYS Workbench的流固耦合计算研究及工程应用引言：随着工程技术的不断发展，流固耦合计算在众多领域得到了广泛的应用。
流固耦合计算是指流体力学和固体力学的耦合分析，用于研究流体与固体之间的相互作用和影响。
ANSYS Workbench是一款广泛使用的工程仿真软件，它提供了强大的流固耦合计算功能，被广泛应用于多个领域，如汽车工程、航空航天工程、能源领域等。
流固耦合计算的基本原理：流固耦合计算是根据连续介质力学原理进行的，可以将流体和固体看作连续介质，通过数值模拟方法求解它们之间的相互作用。
在ANSYS Workbench中，流固耦合计算通常包括以下三个步骤：网格划分、物理模型设定和求解。
第一步是网格划分，即将流体和固体分别划分成离散的网格，其中流体部分的网格通常采用流体网格生成软件生成，固体部分则使用固体网格生成软件生成。
网格划分的质量对计算结果的准确性和稳定性起着至关重要的作用。
第二步是物理模型设定，根据具体的工程问题，设定相应的流体和固体模型。
在ANSYS Workbench中，流体模型通常包括流体的黏性、密度、速度分布等参数，固体模型则包括材料的弹性模量、泊松比等参数。
在设定模型时，还需要考虑流体和固体之间的边界条件，如流体入口和出口的速度、固体边界的约束条件等。
第三步是求解，通过建立数学模型和设置计算参数，利用数值方法求解流体和固体的相互作用。
用户可以根据需要选择求解器和求解方法，ANSYS Workbench提供了多个求解器选项，例如基于有限元的求解器和基于有限体积的求解器。
求解过程中，可以监控计算结果的收敛情况，将其与实际情况进行比较，以验证模拟结果的准确性和可靠性。
工程应用实例：基于ANSYS Workbench的流固耦合计算在许多工程领域都有广泛的应用。
以下以汽车空气动力学为例进行说明。
在汽车设计中，空气动力学是一个非常重要的研究方向。
ansys fluent 流固耦合 应力
ansys fluent 流固耦合应力ANSYS Fluent是一种用于流体力学分析的计算流体力学软件，可在工程领域中广泛应用。
而流固耦合是指在流体和固体之间存在相互作用和耦合的情况下进行分析和模拟。
在ANSYS Fluent中，流固耦合分析可以用于解决各种与流体和结构相互作用相关的问题，如流体对结构的冲击、流体中的物体运动、流体波浪对结构的影响等。
本文将深入探讨ANSYS Fluent中流固耦合分析的应力方面。
在ANSYS Fluent中，流固耦合分析可以用来计算物体所受的应力和变形。
在进行流固耦合分析时，首先需要对流体域和固体域进行网格划分，并定义各个域的边界条件和材料属性。
在求解器中设置相应的物理模型和求解选项，以及流体和固体之间的耦合参数。
接下来，通过求解流体动力学方程和固体力学方程，可以得到流场和应力场的分布情况。
在流固耦合分析中，流体对固体的影响主要体现在两个方面：压力和摩擦力。
流体的压力作用于物体表面，会产生垂直于物体表面的压力应力。
而摩擦力则是由于流体与物体表面的摩擦作用而产生的切应力。
这些应力在物体内部会产生应变，从而引起物体的变形。
在流固耦合分析中，不仅要考虑流场的分布情况，还要关注固体结构的应力分布和变形情况。
在ANSYS Fluent中，通过流固耦合分析可以得到物体在不同工况下的应力情况，从而评估物体的承载能力和结构稳定性。
在汽车行驶过程中，车辆的底盘需要承受来自路面的冲击和颠簸，如果底盘结构的应力超过了材料的极限强度，就可能会出现疲劳和断裂。
通过流固耦合分析，可以模拟车辆在不同路况下的受力情况，从而预测底盘结构的应力分布和变形情况，为底盘设计提供参考和改进。
在航空航天领域，流固耦合分析也有重要的应用。
在火箭发动机的研发过程中，需要对燃烧室和喷管进行流固耦合分析，以评估材料的热应力和疲劳寿命。
通过对燃烧室内部的燃烧流场和结构的应力分布进行耦合分析，可以预测发动机在不同工作状态下的受力情况，为发动机的优化和设计提供基础。
【达尔整理】ANSYS流固耦合分析实例命令流
达尔文档DareDoc分享知识传播快乐ANSYS流固耦合分析实例命令流本资料来源于网络，仅供学习交流2015年10月达尔文档|DareDoc整理目录ANSYS流固耦合例子命令流............................................................................. 错误!未定义书签。
ANSYS流固耦合的方式 (3)一个流固耦合模态分析的例子1 (3)一个流固耦合模态分析的例子2 (4)一个流固耦合建模的例子 (7)一加筋板在水中的模态分析 (8)一圆环在水中的模态分析 (10)接触分析实例---包含初始间隙 (14)耦合小程序 (19)流固耦合练习 (21)一个流固耦合的例子 (22)使用物理环境法进行流固耦合的实例及讲解 (23)针对液面晃动问题，ANSYS/LS-DYNA提供三种方法 (30)1、流固耦合 (30)2、SPH算法 (34)3、ALE（接触算法） (38)脱硫塔于浆液耦合的分析 (42)ANSYS坝-库水流固耦合自振特性的例子 (47)空库时的INP文件 (47)满库时的INP文件 (49)计算结果 (52)ANSYS流固耦合的方式一般说来，ANSYS的流固耦合主要有4种方式：1，sequential这需要用户进行APDL编程进行流固耦合sequentia指的是顺序耦合以采用MpCCI为例,你可以利用ANSYS和一个第三方CFD产品执行流固耦合分析。
在这个方法中，基于网格的平行代码耦合界面(MpCCI) 将ANSYS和CFD程序耦合起来。
即使网格上存在差别，MpCCI也能够实现流固界面的数据转换。
ANSYS CD中包含有MpCCI库和一个相关实例。
关于该方法的详细信息，参见ANSYS Coupled-Field Analysis Guide中的Sequential Couplin2，FSI solver流固耦合的设置过程非常简单，推荐你使用这种方式3，multi-field solver这是FSI solver的扩展，你可以使用它实现流体，结构，热，电磁等的耦合4，直接采用特殊的单元进行直接耦合，耦合计算直接发生在单元刚度矩阵一个流固耦合模态分析的例子1这是一个流固耦合模态分析的典型事例，采用ANSYS/MECHANICAL可以完成。
ansys workbench的管道热流固耦合案例
图 3 fill 命令选取内部面
图 4 入口出口命名
选定所有外部壁面定义为 wall。最后定义耦合面，定义流固交界面流体一侧的三个面为 interfacef2s，定义流固交界面固体一侧的三个面为 interfaces2f，面的选取如图 5 所示。
图 5 流体域和固体域边界图示
四、网格划分
双击 A3 打开 Meshing 模块，网格划分主要有三部分，选定固体域定义网格方法为 Automatic Method，选定流体域定义网格方法同样为 Automatic Method，最后，在流体域中 选择与固体域相交的三个面定义膨胀层 Inflation。为了使网格更合适质量更好，在 detail of ‘mesh’面板中定义相应参数，其中定义 Relevance 为 100，Relevance Center 为 fine，Smoothing 为 High，Span Angle Center 为 Fine，其余选项均保持默认即可。单击 Generate Mesh 生成网 格，得到节点数为 64628，网格数量为 190857。观察网格质量，网格质量总体均在 0.5 以上， 基本可以认为网格质量良好。
七、变形及热应力分析
双击 C5 进入静态结构计算模块右键单击 Imported Load 打开右键菜单后单击 Imported Load 导入固体域的温度。右键单击 Static Structural—Insert—Fixed Support 给三个入口端面
施加固定约束。完成边界条件的加载。右键单击 Solution 插入总变形和应力。单击 solve 进 行求解。
图 2 数据传送关系
在 SolidWorks 中 建 立 相 应 模 型 ， 并 转 化 成 ansys 适 用 的 x_t 格 式 。 双 击 A2 打 开 DesignModeler，导入相应模型。
ansys流固耦合案例
ansys流固耦合案例
1. Ansys流固耦合是一种将流体和固体结构相互耦合的分析方法，可以用于模拟和研究各种流体和固体结构的相互作用。
2. 在汽车工程中，Ansys流固耦合可以用于模拟汽车车身在行驶过程中的空气动力学特性，以及车身和悬挂系统之间的相互作用。
3. 在航空航天工程中，Ansys流固耦合可以用于模拟飞机机翼在高速飞行过程中的气动力特性，以及机翼和飞机结构之间的相互作用。
4. 在建筑工程中，Ansys流固耦合可以用于模拟建筑物在强风或地震等自然灾害下的响应，以及结构和周围环境之间的相互作用。
5. 在能源工程中，Ansys流固耦合可以用于模拟并优化风力发电机的风叶设计，以及风叶和发电机结构之间的相互作用。
6. 在生物医学工程中，Ansys流固耦合可以用于模拟人体血液在血管中的流动，以及血液和血管壁之间的相互作用。
7. 在石油工程中，Ansys流固耦合可以用于模拟油井中的油气流动，以及油井壁和地层之间的相互作用。
8. 在电子器件设计中，Ansys流固耦合可以用于模拟电路板上的散热问题，以及电路板和散热器之间的相互作用。
9. 在船舶工程中，Ansys流固耦合可以用于模拟船舶在水中的运动，以及船体和水流之间的相互作用。
10. 在化工工程中，Ansys流固耦合可以用于模拟化工设备中的流体流动，以及设备结构和流体之间的相互作用。
Ansys流固耦合在各个工程领域都有广泛的应用，可以用于模拟和
研究不同系统中流体和固体结构的相互作用。
这种分析方法可以帮助工程师更好地理解和优化系统的性能，提高工程设计的效率和可靠性。
ansysls-dyna流固耦合分析总结
ANSYS LS-DYNA流固耦合分析总结涉及的关键字有：1）单元算法的选择*SECTION_SOLID2）多物质单元定义*ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP*ALE_REFERENCE_SYSTEM_GROUP*ALE_REFERENCE_SYSTEM_NODE*ALE_REFERENCE_SYSTEM_CURVE*ALE_REFERENCE_SYSTEM_SWITCH*SET_MULTI-MATERIAL_GROUP_LIST3）流固耦合定义*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID4）ALE算法选项控制*CONTROL_ALE5）流体材料定义*EOS_IDEAL_GAS*MAT_NULL（1）流固耦合的定义：（2）ALE算法选项控制（3）流体材料的定义材料的变形一般可分为2中类型：一种是变形中体积不变，一种是变形过程中体积发生变化。
因此应力张量可以分为两个部分：应力偏量和压力：对于任何材料，都可以用应力偏量与压力来描述它的应力张量。
在对流体材料处理的过程中，就需要同时使用两种方式来描述材料，用本构模型和状态方程来描述一种材料的特性：用本构模型来描述材料的偏应力，用状态方程EOS描述体积变形与压力间的关系。
3.1）在LS-DYNA中提供空材料模式*MAT_NULL用来描述具有流体行为的材料（如空气、水等）。
在材料模式本身提供本构模型来描述材料的偏应力（粘性应力），然后使用状态方程EOS来提供压力行为应力特性，这样就可同时提供材料整个的应力张量。
MU表示动力黏性系数，单位是Pa*s（压强*时间）3.2）对于每种状态方程，压力都可以表示为比体积与温度的函数方程：对于第一种状态方程：多线性状态方程，表示为：对于理想气体：对于理想气体，一般有初始压力，但在状态方程的参数中没有初始压力的输入项，需要将它转化为初始内能的输入，或者用P0=C0来输入。
初始内能的输入：水的多线性状态方程C1=2.2E6KPaC2=9.54E6KPaC3=1.457E7KPaC4=0.28C5=0.28水的GRUNEISEN状态方程单位: m kg s KMU——表示Dynamic viscosity coefficient u，单位是（Pa*s）C——单位是m/s，S1/S2与GAMAO表示比率，无单位。
ansys 小球跌落的流固耦合
ansys 小球跌落的流固耦合ANSYS是一种流体和固体力学仿真软件，可用于模拟各种流固耦合问题。
在此，我们将探讨小球跌落的流固耦合模拟。
小球跌落是一个经典的物理实验，它可以用于研究物体的运动学和动力学特性。
在这个实验中，我们将一个小球从一定高度自由落下，并观察其在空气中的运动状态。
由于空气的存在，小球受到了空气阻力的影响，这将影响小球的运动。
因此，我们需要进行流固耦合模拟来研究小球的运动状态。
在ANSYS中，我们可以使用FLUENT模块来模拟空气流动。
首先，我们需要创建一个三维模型，包括小球和周围的空气。
然后，我们需要定义空气的物理特性，如密度、粘度和温度等。
接下来，我们需要定义边界条件，如入口速度和出口压力等。
最后，我们可以运行模拟并观察空气流动的结果。
接下来，我们需要使用ANSYS中的Mechanical模块来模拟小球的运动。
我们需要将小球的模型导入Mechanical中，并定义其物理特性，如材料、密度和弹性模量等。
然后，我们需要定义边界条件，如重力和接触条件等。
最后，我们可以运行模拟并观察小球的运动状态。
在进行流固耦合模拟时，我们需要将FLUENT和Mechanical模块进行耦合。
这可以通过ANSYS Workbench中的Multi-FieldSolver实现。
在Multi-Field Solver中，我们需要定义FLUENT和Mechanical之间的耦合条件，如流体力和固体位移等。
然后，我们可以运行模拟并观察小球在空气中的运动状态，以及其与周围空气的相互作用。
在模拟小球跌落的流固耦合问题时，我们需要考虑以下因素：1.空气阻力：空气阻力将影响小球的运动状态，因此我们需要对空气流动进行准确的模拟。
2.重力：重力是小球运动的驱动力，我们需要准确地定义重力的作用。
3.接触：小球与地面的接触将影响其运动状态，因此我们需要准确地定义接触条件。
4.材料特性：小球的材料特性将影响其弹性和变形，我们需要准确地定义材料特性。
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图4 3. 由于计算在 CFX 中迚行，因此可以右击 solution，然后选择 delete，将固
体部分的计算去除，如图 5：
图5 4. 本 例 中 使 用的 材 料 刚度 相 对 较 小， 因 此 需要 定 义 一 个新 的 材 料， 双 击
engineering data，在里面定义一个新材料 plate，具体参数如图 6 所示。
这里因为使用外部网格，可使用 fluent 的网格文件，也可以 由 ICEM CFD 直接生成 CFX 的网格文件，没有影响。*.msh 中包 吨流体网格和 named section。（named section 用于按命名区域 制定丌同类型的边界，必要步骤） 以上 2 种文件是耦合使用的原始 文件，可由丌同的软件戒者手工生成，丌影响使用。比如，*.inp 可 以由 ANSYS APDL、ANSYS WORKBENCH 戒者 Hypermesh 生 成；*.msh 可以由 ANSYS WORKBENCH、ICEM CFD、Gambit 等 生成。本例中，2 者都用 ansys workbench 生成。 （3）、MFX 使用的文件：*.def
MFX 在使用中是从 CFX-solver 中启动的，*.def 实际是 CFX-pre 交给 CFX-solver 使用的文件。 （4）、其他格式：
其他格式的文件是各软件自己的工程文件类型，丌参不耦合计 算，只是作为工程文件保存。
这样的做法，感觉有个好处：因为通过 Transient Structural 导出*.inp 结构文件，然后再导入 CFX 中进行分析，这样对于直接运 用 AWB help 中的方法而言，处理同样大小的模型所需要的内存较 小，容易在普通微机上计算，丌会出现如下的错误：
4、设置好 CFX 流体分析的边界条件并将流固耦合的边界面的 Mesh Motion 设 置为 ANSYS MultiField。CFX 中有默认的不 ANSYS FSI 传递的数据。其他的 边界条件见 CFX 流体分析的要求来设置。 5、通过 CFX 下的 Solver/Solver Units 设置单位，以保证 ANSYS 不 CFX 中的 单位一致。 6、在 CFX 的 Solver/Solver control 下的 Basic Settings 中设置 CFX 求解的收 敛条件，并在 External Coupling 下设置不 ANSYS 的求解先后顺序及 MFX 的 一系列高级设置。 7、设置完毕后在 CFX 的 FILE 菜单下 write Solver file，生成*.def 文件。 8、迚入 CFX-Solver 下设置好 CFX 求解文件和从 Design Simulation 中写出的 ANSYS 文件，直接求解 RUN 即可。
如果运用 ANSYS help 中的方法计算流固耦合出现这种错误时，
说明计算你模型所需要的内存已经超出了你计算机自带的内存了，所
以你需要在性能更好的计算机上运行你的程序或者把你的模型改小。
丌过，使用 ANSYS help 中的流程来计算，个人感觉整个思路相
对比较清楚，而且在后处理中很容易同时看到结构和流体的动态变化。
个人体会
由于单向流固耦合以前做过，所以最近主要研究了双向的流固耦 合 的 一 些 基 本 操 作 。 在 实 现 双 向 流 固 耦 合 的 方 法 中 ， CFX+Design Simulation(AWB)方法相对较为简单，实现的效果也可以接受，因此 先对这种方法做一些总结。
CFX+Design Simulation(AWB)方法的基本思路可以概括为如下 内容：形成两套网格和边界，其中包吨了特殊定义的耦合边界和状态、 参数，耦合软件将通过定义的耦合边界来传递耦合参数，并指挥流体、 固体求解器计算，依次实现双向耦合分析。因为耦合参数是通过插值 传递的，所以耦合边界上丌要求网格的连续性。
基本方法
一 、 实 现 单 向 流 固 耦 合 的 方 法 主 要 有 两 种 ： Design Simulation(AWB)和 Ansys Classic。 （1）、Design Simulation 方法流程：
Design Simulation 中的 CFX Loads 菜单，其中有 Pressure, temperature & convection.
当固体结构变形比较大，导致流体的边界形貌发生改变后，流体 分布会有明显变化时，单向耦合显然是丌合适的，因此需要考虑固体 变形对流体的影响。两者相互作用，最终达到一个平衡状态（稳态问 题中）。比如大型客机的机翼，上下跳动量可以达到 5 米，以及一切 机翼的气动弹性问题，都是因为两者相互影响产生的。因此在解决这 类问题时，需要迚行流固双向耦合计算。
（2）、பைடு நூலகம்FX+ANSYS Classic 方法流程：
1、ANSYS Classic 中定义好结构分析中的材料、网格、约束及流体边界。 2、设置好 MFX 中的不 CFX 相联的系列条件，如载荷时间步及求解类型和步数 等等。 3、在 MFX 下的利用 write input 写出 ANSYS 的流固耦合文件（dat 格式）。 4、同方式一中的第 3 步，丌同就是将 CFX 中联结的 ANSYS 文件转为第 3 步写 出的 DAT 文件。 5、同方式一中的 4 至 6 步。注意的是 CFX 中的单位要不 ANSYS Classic 默认 的单位保持一致，ANSYS 不 CFX 中默认的耦合条件基本一样，只是在 CFX 中 默认为先求解 CFX，而 ANSYS 中默认为先求解 ANSYS，所以此处要注意保持 一致。
1、Design Simulation 中定义好结构分析中的材料、网格、约束及流体边界。 2、写出 INP 格式的 ANSYS 结构文件。 3、CFX 中在 Simulation Type 中设置好 External Solver Coupling 为 ANSYS MultiField，并将第 2 步中写出的 INP 格式的 ANSYS 结构文件选中设为 ANSYS 文件。
可在对应的 CFX 结果中选择相应的 SURFACE 和时间及 CFX 结果。
（2）、ANSYS Classic 方法流程：
a.ANSYS Classic 中，在 FSI 界面处设置相应的 surface 单元，写出 CDB 文件（CDB 文件是 ansys 的网格文件），插值到 CFX-POST 中去，选择好相应的时间步， EXPORT 相应的结果载荷文件。
+--------------------------------------------------------------------+ | An error has occurred in cfx5solve: | || | Error interpolating results onto the new mesh: | | /usr/ansys_inc/v130/CFX/bin/linux-amd64//solver-pvm.exe exited | | with return code 1. | +--------------------------------------------------------------------+
因此，我个人还是比较喜欢使用 ANSYS help 中的流程。
此外，运用 APDL 语言在 ANSYS CLASSIC 中实现流固耦合的
方法最近么有时间细看，感觉流程差丌多，等有时间看在补上吧。
实例演示
本来想写三个实例的，丌过我好想比较懒，而且过程大同小异，
差别丌是很大，所以就写一个吧，尽量写详细点\(^o^)/~。
+================================================= ===================+ | ****** PROBLEM REPORT ****** | |--------------------------------------------------------------------| | Subsystem: Input | | Subroutine name: ErrAction | | Severity level: Fatal Error | | Error message number: 001100279 |
流固耦合总结
基本概念
流固耦合问题一般分为两类：一类是流‐固单向耦合，一类是流‐ 固双向耦合。
单向耦合应用于流体对固体作用后，固体变形丌大，即流体的边 界形貌改变很小，丌影响流体分布的，可以使用流固单向耦合。先计 算出流畅分布，然后将其中的关键参数作为载荷加载到固体结构上。 典型应用比如小型飞机按刚性体设计的机翼，机翼有明显的应力受载， 但是形变很小，对绕流丌产生影响。
图2
在这种网络上比较流行的 FSI 双向流固耦合方法中，将会产生如 下的文件： （1）、固体文件：*.inp---ansys input file
Inp 文件中包吨了固体网格，边界条件（如 fix 约束，受力 等），定义的耦合边界以及时间步等信息。 （2）、流体文件：*.msh or *.cas---fluent 网格文件/项目文件
|--------------------------------------------------------------------| | Message: | || | Stopped in routine MEMERR | || || || || || +================================================= ===================+
6、设置完毕后在 CFX 的 FILE 菜单下 write Solver file，写出 CFX 的求解文件。 7、同方式一中的第 8 步。
（3）、MFX+ANSYS Classic+CFX 方法流程