(完整版)流固耦合教学

1、打开ANSYS Workbench, 拖动各模块到空白区，并照此连接各模块。

2 2、打开第一个模块当中的Geometry，建立几何模型：

（1）在XY Plane内建立Ship Shell

船长：0.4、船宽：0.14、型深0.11

将第一个Solid重命名为Ship Solid

在Concept中选择Surfaces From Faces，选中模型的六个面，然后Apply、Generate。

重命名第二个Ship Solid为Ship Shell

右击Ship Solid, 选择Hide Body，显示Ship Shell, 然后对Ship Shell执行同样操作（即隐去）

（2）在YZ Plane内建立液舱

单击（New Plane），选择YZ plane，，Apply一下

将YZ Plane 向X正方（图中为法向，即Z）向偏移0.02m

Generate一下，然后Show body 一下Ship Solid 与Ship Shell

可以看到YZ Plane已平移到Body内了

再将Ship Solid 与Ship Shell 都Hide，选择Plane 4，调为正视，Generate一下

新建一个Sketch：单击，显示，在此Sketch中建立液舱模型草图

单击约束（Constrains），将草图中的“水平线”调整为水平，“垂直线”调整为垂直：

事实上仅用Horizontal（水平）和Vertical（垂直）就OK了。以水平约束为例，先单击Horizontal，再依次单击草图中的水平线段。调整后如下图所示：

定义尺寸：

左下角空缺的部分是预留贴“应变片”的部分，需要单独建模

单击Extrude（拉伸），设置Operation（下拉列表中改选为Add Frozen）与拉伸尺寸（0.1m）：

然后Generate一下

将第三个Solid重命名为Fluid，拉伸后的效果如下：

再新建一个Sketch，显示，在空缺处画一个长方形，然后拉伸0.1m，（其中Operation属性同样选为Add Frozen），Generate一下，同样把第四个Solid重命名为Fluid

建立舱壁：在Concept中选择Surfaces From Faces，选中除“应变片”外的其余9个面

图中“应变片”显示为未着色，即不选中，然后Generate一下

将第五个Fluid重命名为Fluid Shell

再Surfaces From Faces一次，选中“应变片”，Apply，Generate，同样将其重命名为Fluid Shell

选中Fluid（内流场），将其属性改为Fluid，（Fluent中默认均为Solid）

选中“内流场”，右击，选择Form New part，并重命名为Fluid

再选中舱壁（Fluid Shell）

也组成一个part，并重命名为Fluid Shell

到此，液舱（内流场与舱壁）就建完了，然后将二者都执行Hide body

（3）在ZX Plane内建外流场

选择，调整为正视，旋转坐标系

先确定外部尺寸，再确定内部尺寸：外部流场关于坐标轴（横轴）对称，两边各距离横轴

0.3m，前后距离纵轴距离分别为：0.3m、3.14m. 内部为船体位置，横向（船宽）为0.14m、纵向（型深）为0.11m

拉伸（Extrude）一下，拉伸长度为船长，即0.4m ，其中Operation选择Add Frozen，Generate 一下

图中显示外流场把船体的位置给空了出来，将重命名为Out Fluid，同时将属性改为Fluid

接下来进行流场切分（Slice）：

在Tools中选择Freeze，产生透明效果

单击Slice（或者在Create中单击Slice），在Slice Type中选择Slice by surface，点击Target Face，选中船体所在位置（即图中外流场所空出来的位置）内侧某一个面（以左侧面为第一个面为例），Appy一下。在Slice Targets中选择Selected Bodies，点击一下Bodies，选中外流场，Apply一下，再Generate，此时外流场就被分为两部分。再分别以船体所在位置内侧（以逆

时针）第二、第三、第四个面为Target Face，同样进行切分操作。最终结果如下所示：

外流场被切分成8个体

将这8个体组成一个part，并重命名为Out Fluid：

将Ship Solid、Ship Shell、Fluid及Fluid Shel l部分同时show body，可以看到整个模型（包

括外流场、船体、液舱及内流场）

至此，几何模型建立完毕，退出，在project中保存，命名为try-2015.12.07

3、材料设置

点击打开Engineering Data，单击，选择，在

表中找到结构钢（Structural），右击，选择Add to B2，单击返回

设置Structural Steel 1的材料参数（这里只对Density（密度）和Young’s Modulus（弹性模量）进行设置）：

表中找到以下两个参数，并照此设置

这代表刚性

同样对Structural Steel 2进行设置，密度一样，弹性模量改为2E+10，这表示为弹性（相对Structural Steel 1）

单击，回到Project，并保存

4、网格划分与加载

（1）点击Model，即打开

将Ship Solid、Fluid、Out Fluid进行Suppress，点击Ship Shell，进行如下设置

点击Fluid Shell，把子项中全部选上，进行如下设置

Hide一下Ship Shell，先划液舱的网格

右击mesh，在Insert中选sizing，先选中除与“应变片”共边的其他10条边

这样，网格单位长度为0.01m

再选中剩下的两条边（除去了与“应变片”共部分），每条边撒9个点（由于“应变片”边