【CN110046388A】一种基于EDEMFLUENT离散元流固耦合建模方法【专利】
Workbench-Fluent流固耦合分析ppt课件
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以前本人发了一个贴子，关于Fluent计算的温度如何传递到结构网格上，该 方法已经过时，由于ANSYS Workbench功能的日益强大，建议使用更好、 更简便的方法。案例如下: 1 打开Workbench，tool box/component systems里选mesh,空白区出现如 下图，然后双击Geometry，导入几何模型，这是一个外部固体包裹内部管流的 简单模型，仅用于演示步骤。任选一个Part， 在Details of Body里有个选项 Fluid/Solid，需要分别定义好流体和固体
2
2 关掉Geometry，双击Mesh打开新窗口，按如下设置。
自动创建流固耦合面，将在Fluent里自动设置为 interface
划分固体网格和流体 网格，因为是有限体 积法，所以单元边不 带中间节点
Named selections命令分别创建 Inlet, outlet和wallout. Wallout用来 定义固体外表面与环境的对流换 热边界条件
6
6 添加约束，计算。 这仅是个简单演示，具体问题还要涉及到定义材料塑性应力应变数据， 分析的非线性设置，接触的设置等等。
7
设置材料、流相固相、激活
能量方程、湍流模型、边界 条件等。进口流速1m/s, 600K, 出口0pa,wallout定义对 流换热系数5，环境温度 300K。
温度 云图
4
4 关闭Fluent窗口，返回project schematic界面，右击B Fluent project/Solution →Transfer data to new → statA的Geometry并按住不放，拖放到C的 Geometry上松鼠标，这样出现连接线，A的Geometry可以传递到C中。
利用FLUENT软件模拟流固耦合散热实例
摘要
Gambit创建模型 FLUENT计算及后处理
Gambit创建模型
• 创建几何模型 • 划分网格 • 指定边界条件
问题描述
Chip Board Fluid
Top wall (externally cooled) h = 1.5 W/m2∙K T∞ = 298 K
⑤ 指定压力出口条件
⑥ 指定symmetry条件
在Boundary Conditions面板中,Zone下面选择boardsymm,确认Type下为symmetry; 同样对chip-symm, fluid-symm, sym-1, sym-2进行确 认，不需要另外设置。
⑦ 指定模型跟外部氛围的换热条件
5 . 定义边界条件
Define—Boundary Conditions
①
指定流体区域材料类型
在Boundary Conditions面板中,Zone下面选择fluid,然后在Type一侧选择fluid，点击Set按扭, 在弹出的Fluid面板中选择Material Name 为air（实际默认正确）。
红色（chip） : solid
紫色（board）: solid
10。输出网格
1 2
在File Name中自定义名称 然后 Accept
网格成功输出
FLUENT计算及后处理
读入mesh文件 选择物理模型 定义材料属性 指定边界条件 初始化 设置求解器控制 设置收敛监视器 计算 后处理
监测残差曲线
•Residual 各监测曲线都达 到设定的收敛标准。 •Fluent窗口中 显示达到收敛
后处理
1.显示chip附近的温度分布
ansys fluent 流固耦合 应力
ansys fluent 流固耦合应力【提纲】ansys fluent 流固耦合应力1.引言ansys fluent 是一款功能强大的流体动力学模拟软件，广泛应用于航空航天、汽车制造、能源等行业。
在许多实际工程问题中，流体与固体结构之间存在相互影响，因此流固耦合分析变得尤为重要。
本文主要讨论如何在ansys fluent 中进行流固耦合应力分析。
2.ansys fluent 软件介绍ansys fluent 软件是一款集成化的流体动力学模拟工具，能够解决各种复杂的流体流动和传热问题。
它采用有限体积法进行求解，具有较高的计算精度和稳定性。
ansys fluent 在流固耦合分析方面具有显著优势，可以模拟流体与固体结构之间的相互作用，为工程设计提供有力支持。
3.流固耦合分析基本原理流固耦合分析是一种多物理场耦合分析方法，它将流体动力学与固体结构力学相结合，分析流体与固体结构之间的相互作用。
在ansys fluent 中，流固耦合分析通过将流体模型与固体模型进行耦合，实现对流固耦合现象的模拟。
4.ansys fluent 中流固耦合应力分析在ansys fluent 中进行流固耦合应力分析，需要遵循以下步骤：- 创建模型：定义流体和固体的几何形状，设置模型的边界条件。
- 网格划分：对模型进行网格划分，确保网格类型和尺寸满足分析要求。
- 材料属性设置：为流体和固体指定材料属性，如密度、粘度、弹性模量等。
- 模型耦合：将流体模型与固体模型进行耦合，设置耦合条件。
- 求解器设置：选择合适的求解器，设置求解参数。
- 分析求解：运行求解器，分析流固耦合应力分析结果。
5.案例分析为了说明ansys fluent 在流固耦合应力分析方面的应用，我们以一个典型的案例为例。
假设有一个圆柱体在流体中受到冲击，需要分析圆柱体在流体动力学作用下的应力分布。
通过ansys fluent 进行流固耦合应力分析，可以得到圆柱体表面的应力分布情况，为工程设计提供依据。
ADINA流固耦合建模方法
ADINA流固耦合建模方法ADINA流固耦合建模方法是一种综合考虑流体和固体相互作用的建模方法。
它结合了计算流体力学（CFD）和有限元力学（FEM），能够模拟和分析各种流体与固体相互作用的现象，如流体对结构的冲击、振动和与固体结构的热传导等。
1.定义流体区域：首先，需要在模型中定义流体的几何形状和流体域。
可以使用ADINA提供的几何建模工具或者导入已有的CAD文件来创建流体区域。
2.定义流体边界条件：在流体区域中定义流体的边界条件，如流体的入口速度、出口压力、壁面摩擦等。
可以通过给定边界条件来模拟各种流体流动情况。
3.网格划分：将流体区域划分为离散的网格单元，以便进行数值计算。
ADINA提供了自动划分网格的工具，也可以手动调整网格单元的大小和形状。
4.定义固体区域：在流体区域中定义固体的几何形状和固体域。
可以使用ADINA提供的几何建模工具或者导入已有的CAD文件来创建固体区域。
5.定义固体的边界条件：在固体区域中定义固体的边界条件，如固体的材料属性、固体的初始应力等。
根据具体问题，可以指定不同的边界条件。
6.载荷施加：在固体区域中施加外部载荷，如重力载荷、声压载荷等。
这些载荷将影响固体结构和流体流动的耦合过程。
7.运行求解器：通过ADINA的求解器对流固耦合建模进行求解。
求解器将同时考虑流体流动和固体结构的相互作用，求解固体受力平衡、流体流动动量方程等。
8.分析结果：根据求解结果，可以分析固体结构的变形、应力分布，以及流体流动的速度、压力等。
ADINA提供了丰富的结果分析工具，如绘制流线、应力云图等。
ADINA流固耦合建模方法能够模拟和分析多种流固耦合问题，如流体力学冲击载荷下的结构响应、流体流动对结构振动的影响、流体流动中的温度变化等。
它在航空航天、汽车工程、水利工程等领域具有广泛的应用。
通过ADINA流固耦合建模方法，可以提前发现和解决流固耦合问题，优化设计方案，提高产品的可靠性和性能。
基于EDEM和FLUENT耦合的加料机混料过程分析研究
基于EDEM和FLUENT耦合的加料机混料过程分析研究本文以某烟厂加料机混料滚筒和烟丝叶片为研究对象,采用离散元法(Discrete Element Method),依靠牛顿第二定律理论进行迭代计算。
由于此方法计算量较大,需借助大型计算机服务器作为计算平台,为了减少计算量,将烟丝叶片按照离散颗粒进行处理,追踪颗粒间的运动位移和速度。
为了使仿真结果更加接近实际情况,研究烟叶的本构模型,通过DEM的商业软件EDEM进行建模,模拟仿真烟丝叶片在加料混合过程中的整丝率。
同时,采用计算流体力学方法(Computational Fluid Dynamics),将滚筒内部的液体香料按照连续项进行处理。
在滚筒中,离散颗粒与液体香料有双相耦合的作用,采用商业软件EDEM和FLUENT进行耦合分析研究,通过调节相关的参数进行动态模拟仿真,以期得到改善加料机混料效果的一种可行并且高效的方法。
本文的主要工作如下:(1)基于国内烟草行业发展比较落后的状况,本文通过应用数字化仿真技术,实现加料机滚筒内部混料过程的可视化。
(2)研究加料机混料滚筒的旋转角度,通过EDEM仿真研究,确定滚筒的最佳倾角,并且与实际情况进行对比,为实际生产线提出指导方案。
(3)对烟叶叶片几何模型进行统计与建模,同时实现对烟叶叶片本构模型建立与分析,通过EDEM建模仿真,确定加料机滚筒旋转的最佳转速,从而减少烟叶叶片破碎率,提高加料的均匀性。
(4)利用现代计算机仿真设备进行模拟研究,节约实验成本同时为提高生产线效率提供可靠保障。
运用大型计算机服务器,对加料机滚筒内部烟叶固相与香料液相进行模拟仿真,运用EDEM和FLUENT耦合方法研究滚筒内固液两相流的流动特性,与相关的实验研究进行对比,系统的分析滚筒内固液项的流动形态,固液流速分布。
fluent与edem耦合迭代次数
流利和EDEM 连接重排号。
在本报告中，我们将讨论Fluent和EDEM结合所需的频率。
这两个软件包的耦合是多物理模拟的一个重要方面，必须了解趋同所需的迭代数。
Fluent是一个计算流体动力学（CFD）软件包，广泛用于模拟流体流和热传动。
另EDEM是一种离散元素方法（DEM）软件包，用于模拟粉末、颗粒和谷物等散装材料的行为。
在将Fluent和EDEM组合起来时，必须考虑趋同所需的重复次数。
迭代数是指偶通联统在达到稳定状态或趋同的解决方案之前被解决的次数。
这对于确保模拟结果准确可靠至关重要。
组合Fluent和EDEM所需的迭代号可以因系统复杂度，模拟域大小，模拟材料属性等各种因素而异。
一般来说，相互作用粒子数量较多的更复杂的系统可能需要更高的迭代数。
必须指出，在模拟过程中应仔细监测重复编号。
如果迭代数太低，可能导致不相容的解决方案和不准确的结果。
另如果重复数过高，可能导致计算时间和资源使用过度。
为确定Fluent和EDEM组合的适当迭代号，建议进行趋同研究。
这
涉及到用不同的迭代号进行模拟，并观察溶液的聚合行为。
通过分析趋同行为，可以选择适当的迭代数以确保可靠和准确的结果。
将流体和EDEM组合起来所需的迭代号是多物理模拟中的一个重要考虑因素。
必须认真监测和确定适当的频率号码，以确保准确和可靠的结果。
通过进行趋同研究，可以优化特定模拟设置的迭代号，从而提高模拟的效率和准确性。
fluent流固耦合案例
fluent流固耦合案例
一个常见的流固耦合案例是风洞实验。
风洞是一个用于模拟飞行器在风场中运动的设备，其中飞行器模型放置在流场中，通过控制风洞内的气流运动来模拟不同飞行状态下的飞行器性能。
在风洞实验中，流体（空气）和固体（飞行器模型）之间存在耦合关系。
流体流动会受到飞行器模型的阻力、升力等力的影响，同时飞行器模型的形状、表面特性也会影响流体的流动状态。
通过调整风洞中的气流速度、飞行器模型的姿态等参数，可以模拟不同飞行状态下的流体流动和飞行器性能，帮助工程师评估飞行器设计的稳定性、升阻比、气动特性等。
在这个案例中，流体和固体之间的流固耦合是通过相互作用来实现的。
流体的速度和压力分布会受到固体表面的细微变化影响，而固体的运动和力学性能则会受到流体的作用力和流动状况的限制。
通过对风洞实验的观测和数据分析，可以获取关于飞行器在不同飞行状态下的气动性能的重要信息，为改进飞行器设计、提高性能和安全性提供参考。
edem fluent耦合方法
edem fluent耦合方法哎呀呀，小伙伴，今天咱们来唠唠EDEM和FLUENT的耦合方法这事儿。
EDEM呢，主要是专注于离散元模拟的，就像是一个能看透颗粒世界的小能手。
而FLUENT呢，在流体力学模拟方面那可是相当厉害的角色。
把它们俩耦合起来，就像是让两个超级英雄联手啦。
那怎么耦合呢？这其中有不少小窍门呢。
在软件操作层面，得先确保这两个软件都安装得妥妥当当的。
然后呀，在EDEM里要把颗粒的相关属性设置得明明白白的，像颗粒的大小呀、形状呀、密度之类的。
这就好比是给每个小颗粒都贴上了身份标签，让它们在后续的模拟里有自己独特的表现。
在FLUENT这边呢，流体的参数那可得仔细设置。
比如说流体的粘度、流速这些。
这就像是给流体打造一个合适的舞台，让它按照咱们设定的规则来流动。
耦合的时候呀，有专门的接口来实现数据的交互。
这个接口就像是一个小邮差，在EDEM和FLUENT之间跑来跑去，传递着重要的信息。
比如说颗粒受到的流体作用力这些信息，就从FLUENT这边通过接口送到EDEM里，然后EDEM里颗粒的运动状态又可以通过接口反馈给FLUENT，这样就实现了两者之间的动态交互啦。
从实际应用的角度来看，这种耦合方法在很多领域都超级有用。
像在矿业工程里，矿石颗粒和水流的相互作用就可以用这个方法来模拟。
还有在食品加工中，比如说面粉颗粒在气流中的运动，也能靠这个耦合方法来搞清楚其中的奥秘。
不过呢，这个耦合方法也不是一点难度都没有。
有时候会遇到数据不匹配的问题，就像是两个人说话不在一个频道上。
这时候就得耐心地去检查各个参数的设置，看看是不是哪里出了小差错。
总之呢，EDEM - FLUENT耦合方法是一个超级有趣又超级有用的东西。
只要咱们慢慢摸索，克服那些小困难，就能让这两个强大的工具为咱们的模拟研究发挥出巨大的力量啦。
一种基于abaqus-starccm+的流固耦合计算方法
一种基于abaqus-starccm+的流固耦合计算方法基于Abaqus和STAR-CCM+的流固耦合计算方法可以分为以下几个步骤：1. 几何建模和网格划分：使用Abaqus进行固体部件的几何建模，定义流体区域和固体区域。
然后使用STAR-CCM+进行流体网格划分和固体网格划分。
2. 材料属性和约束条件定义：使用Abaqus定义固体部件的材料属性，包括弹性模量、泊松比、密度等。
使用Abaqus定义固体部件的边界条件和加载条件，包括约束条件、力、压力等。
使用STAR-CCM+定义流体区域的材料属性，包括密度、粘度等。
使用STAR-CCM+定义流体区域的边界条件和加载条件，包括速度、压力、流量等。
3. 边界条件传递：将Abaqus中定义的固体部件的边界条件传递给STAR-CCM+，将STAR-CCM+中定义的流体区域边界条件传递给Abaqus。
这个过程可以使用接口程序或者脚本实现。
4. 解算过程：使用Abaqus和STAR-CCM+分别进行固体和流体的独立求解，得到固体的位移和应力以及流体的速度和压力分布。
5. 耦合过程：将固体位移场和流体速度场进行耦合，计算固体表面上的应力和流体内部的压力之间的相互作用。
这个过程通常使用迭代法进行求解。
6. 后处理：根据需要，进行结果的后处理和分析，包括应力分布、位移分布、流速分布、压力分布等等。
总结起来，基于Abaqus和STAR-CCM+的流固耦合计算方法主要包括几何建模和网格划分、材料属性和约束条件定义、边界条件传递、解算过程、耦合过程以及后处理等步骤。
这样的方法可以用来研究流固耦合问题，如液体在固体表面的流动、液体对固体的冲击、固体表面对液体的阻力等等。
【FLUENT案例】06：与EDEM耦合计算
【FLUENT案例】06：与EDEM耦合计算折腾了很久才把耦合模块搞定，⽤的还是⽹上别⼈编译好的UDF，不完美。
⾃⼰编译的时候，⽼是提⽰⽆法找到fluent中的⼀些头⽂件，个⼈怀疑是操作系统和visual studio的问题，有时间换个系统和VS再试试，其实也挺简单。
此测试案例是EDEM官⽅提供的。
软件设置分为两部分，其中包括在FLUENT设置和EDEM设置，计算模型可以采⽤同⼀模型，也可以采⽤不同的⽹格模型，这⾥采⽤同⼀套⽹格模型。
（EDEM 可以读⼊msh⽂件）。
1 案例描述案例模型很简单，如下图所⽰的交叉管，流经模型的介质包括连续相的⽔和颗粒相。
2 FLUENT设置启动FLUENT，利⽤菜单File | Read | Mesh…导⼊⽹格⽂件intersection_vertical.msh选择General⾯板中的Scale…按钮，确保⽹格模型尺⼨，如下图所⽰。
设置Time为Transient，采⽤瞬态计算设置Z轴⽅向重⼒加速度-9.81添加材料water-liquid设置Cell Zone Conditons⾥头的区域介质为water-liquid，如下图所⽰。
设置inlet边界⼊⼝速度为5m/s，如下图所⽰采⽤标准k-epsilon模型计算打开user-defined > Functions > Manage…在library Name中输⼊udf所在路径，点击load按钮加载udf宏加载完毕后，在Models树节点下出现EDEM⼦节点，如下图所⽰点开来看，设置对话框如下图所⽰。
此对话框⼀会⼉再设置。
现在转⼊EDEM设置。
3 EDEM设置启动EDEM，点击菜单**File > Save”，在弹出的⽂件保存对话框中保存⼯程⽂件，默认名称New EDEM input deck.dem Global标签页中，设置Title为2-phase Eulerian创建新的材料“Particle”，设置材料属性如图所⽰。
一种基于abaqus-starccm+的流固耦合计算方法
一种基于abaqus-starccm+的流固耦合计算方法1. 引言1.1 概述本篇文章介绍了一种基于ABAQUS和STAR-CCM+的流固耦合计算方法。
流固耦合问题是指涉及流体和固体之间相互作用的问题，如在液态金属凝固过程中的热传导和流动问题、风力发电机叶轮的气动力学行为等。
该方法结合ABAQUS 和STAR-CCM+两个强大的计算软件，通过将它们的优势互补起来，可以更准确地模拟和分析流固耦合问题。
1.2 文章结构本文共分为五个部分。
首先，在引言部分，我们会对本文进行概述，并介绍文章的结构。
其次，在第二部分中，我们将详细介绍ABAQUS和STAR-CCM+这两个软件及其功能和特点。
第三部分将给出对流固耦合问题的概述，包括定义以及应用领域。
接下来，在第四部分中，我们将详细介绍基于ABAQUS和STAR-CCM+的流固耦合计算方法，包括在这两个软件中采用的具体算法及其原理。
最后，在结论与展望部分，我们将总结文章得出的结果，并提出存在问题与改进方向。
1.3 目的本文的目的是介绍一种基于ABAQUS和STAR-CCM+的流固耦合计算方法。
通过本文的阐述，读者将了解到这两个软件在流固耦合问题中的应用及其计算方法，以及如何运用它们进行模拟和分析。
希望通过这篇文章的撰写和分享，能够推动流固耦合问题研究领域的发展，提供更准确可靠的计算方法，并为相关领域工程师和研究人员提供参考与借鉴。
2. ABAQUS和STAR-CCM+简介2.1 ABAQUS简介ABAQUS是由Dassault Systèmes公司开发的一种强大的有限元分析软件，广泛应用于工程结构分析领域。
它能够模拟和分析复杂的结构破坏、变形、疲劳寿命等行为，提供准确的数值解。
ABAQUS具有多种计算功能，包括线性和非线性分析、静态和动态分析、热力学和热传导分析等。
它支持各种材料类型的建模，如金属、塑料、复合材料等，并且可以考虑不同加载条件下的材料本构关系。
基于离散元方法原理下颗粒流固耦合现象描述模型构建
基于离散元方法原理下颗粒流固耦合现象描述模型构建颗粒流固耦合现象是指在颗粒流动过程中，颗粒与固体之间相互作用、相互影响的现象。
离散元方法（Discrete Element Method，DEM）是一种常用的数值模拟方法，能够描述颗粒流固耦合现象。
本文将基于离散元方法原理，对颗粒流固耦合现象描述模型进行构建。
1. 引言颗粒流固耦合现象广泛存在于工程和自然界中，如岩土工程中的土石流、颗粒料堆积、颗粒物流动等。
为了深入理解颗粒流固耦合现象，需要建立相应的数学模型。
离散元方法作为一种基于颗粒间相互作用原理的数值模拟方法，具备较好的应用效果。
2. 离散元方法原理离散元方法是一种基于颗粒间相互作用原理的数值模拟方法，通过对每个颗粒进行离散建模，并考虑颗粒间的相互作用力，来描述颗粒流动的过程。
2.1 颗粒模型离散元方法中，颗粒被看作是刚体的，通过计算颗粒的力和力矩，实现对颗粒运动和相互作用的模拟。
每个颗粒都有自己的质量、形状和刚度等特性参数。
2.2 相互作用力颗粒之间的相互作用力包括颗粒间的接触力和重力等。
接触力主要包括弹性力和摩擦力，可以通过弹簧模型和摩擦模型计算得到。
重力是颗粒受到的来自地心引力的作用力。
3. 颗粒流固耦合现象描述模型构建在离散元方法中，我们可以利用颗粒间的相互作用力和颗粒受到的外力来描述颗粒流固耦合现象。
3.1 颗粒流动模型颗粒流动模型是通过对颗粒之间的相互作用力进行求解，来模拟颗粒之间的运动和相互作用。
在模拟过程中，可以考虑颗粒与固体之间的接触和相互作用，以及颗粒与空气或流体之间的作用。
3.2 固体变形模型在离散元方法中，可以通过对固体的变形进行建模，来描述固体在颗粒流动过程中发生的变形。
利用弹簧模型和刚体模型，可以计算固体的受力和变形。
4. 动力学模拟与实例分析基于离散元方法原理构建的颗粒流固耦合现象描述模型，可以实现相应的动力学模拟，并通过实例分析验证模型的准确性和可靠性。
4.1 模型验证可以选择一些实际案例或者实验数据进行模型验证。
基于EDEM-FLUENT耦合的ZJ17卷烟机梗签分离数值模拟与试验
基于EDEM-FLUENT耦合的ZJ17卷烟机梗签分离数值模拟与试验引言卷烟机梗签分离是卷烟生产过程中关键的一个环节，目的是将卷烟机梗与烟丝分离，确保生产的烟卷质量符合要求。
目前，传统的机梗签分离方法主要依靠经验和试验，存在效率低下、人工干预多、成本高等问题。
为了解决这些问题，本文将采用基于EDEM-FLUENT耦合的数值模拟方法，对ZJ17卷烟机梗签分离过程进行研究，以期提高分离效率和质量。
还将通过实验验证数值模拟结果，以确保模拟结果的准确性和可靠性。
1. ZJ17卷烟机梗签分离原理ZJ17卷烟机是目前国内较为常见的一种卷烟生产设备，其机梗签分离原理主要包括离心力、气流和振动三种作用。
在整个分离过程中，离心力作用于卷烟机梗和签接触面，使其呈现出不同的分离趋势；气流主要将卷烟机梗和签分离，振动则可以进一步促进分离效果。
2. 基于EDEM-FLUENT的数值模拟（1）EDEM-FLUENT耦合模拟原理EDEM是一种基于离散元方法的颗粒动力学仿真软件，可以模拟颗粒材料的多物理场行为，如碰撞、破碎、流动等；FLUENT是一种流体动力学仿真软件，可以模拟流体场的各种物理现象。
将EDEM与FLUENT耦合，可以实现颗粒-气流两相流的复杂相互作用。
（2）模拟建模建立ZJ17卷烟机梗签分离的数值模型，包括烟支、机梗、签和分离装置等关键部件。
然后，使用EDEM对烟支和机梗签进行离散元仿真，并记录烟支与机梗签之间的相互作用。
将EDEM模拟结果输入FLUENT，进行两相流模拟，分析气流对烟支和机梗签的影响，以及振动对分离效果的促进作用。
3. 数值模拟结果与分析通过数值模拟，我们可以得到烟支与机梗签在不同条件下的分离效果，并进一步分析影响因素。
离心力、气流速度、振动频率等参数对分离效果的影响程度，以及最优工况的选择等。
4. 实验验证为了验证数值模拟结果的准确性，我们将设计相应的实验方案，采用高速摄像机等先进设备对卷烟机梗签分离过程进行跟踪观测，并记录分离效果。
一种基于EDEM-FLUENT离散元流固耦合建模方法[发明专利]
![一种基于EDEM-FLUENT离散元流固耦合建模方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/fe164a0e856a561253d36f1c.png)
专利名称：一种基于EDEM-FLUENT离散元流固耦合建模方法专利类型：发明专利
发明人：杨长卫,郭晋豪,王智猛,刘阳,王建,童心豪,郭雪岩,李宗昊,张斌,卢兴旺
申请号：CN201910193703.3
申请日：20190314
公开号：CN110046388A
公开日：
20190723
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了岩土方面的数值模拟分析计算技术领域的一种基于EDEM‑FLUENT离散元流固耦合建模方法，先利用前处理软件对模型进行建模、划分网格和设置边界条件等并导出模型文件，然后将模型文件导入到FLUENT和EDEM当中，在FLUENT中进行注浆浆液属性的设置，在EDEM中进行土体宏观和微观参数的设置，并且注意单位的设置，然后FLUENT与EDEM共同计算迭代至收敛；本发明通过有限元网格计算引入到离散元颗粒流计算当中，将浆液的连续性和土体的离散性质都准确地模拟出来，为从事注浆研究的科研工作者提供了创新性的研究思路。
申请人：中铁二院工程集团有限责任公司,西南交通大学
地址：610000 四川省成都市金牛区通锦路三号
国籍：CN
代理机构：成都环泰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
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基于CFD-DEM的流-固耦合数值建模方法研究进展
基于CFD-DEM的流-固耦合数值建模方法研究进展
蔡国庆;刁显锋;杨芮;王北辰;高帅;刘韬
【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》
【年(卷),期】2024(56)1
【摘要】随着土体渗流侵蚀研究的逐渐深入,对土颗粒流失和变形破坏机理的研究方法呈现出多尺度的特点。
其中,计算流体力学-离散元耦合方法(CFD-DEM)为在细观尺度上研究流-固耦合相互作用对土体宏观力学特性的影响提供了一种行之有效的方法。
针对CFD-DEM耦合方法在岩土工程领域应用现状,本文系统总结现有流-固耦合计算方法的优缺点,重点论述CFD-DEM耦合方法的建模策略,包括固相颗粒形状建模与粒间接触模型、流体相控制方程及参数计算方法,以及CFD-DEM 耦合计算,并就相关问题进行深入探讨,最后提出了CFD-DEM耦合方法未来的发展方向。
【总页数】16页(P17-32)
【作者】蔡国庆;刁显锋;杨芮;王北辰;高帅;刘韬
【作者单位】城市地下工程教育部重点实验室(北京交通大学);北京交通大学土木建筑工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU443
【相关文献】
1.基于CFD-DEM耦合的磨粒流微小孔加工数值分析与试验
2.一种CFD-DEM流固耦合方法在渗流导致城市地面沉降问题中的应用
3.复杂摘棉气力输送系统流固耦合数值建模与流场分析
4.基于CFD-DEM的旋流式固液两相流泵数值模拟与试验研究
5.基于CFD-DEM耦合数值模拟的迷宫流道水沙运动规律研究
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edem-fluent 耦合流程
edem-fluent 耦合流程EDEM-Fluent 耦合流程EDEM-Fluent 耦合是一种用于模拟流固耦合问题的强大方法。
它将离散元方法 (DEM) 中的颗粒动力学与计算流体动力学 (CFD) 中的流体动力学相结合。
此耦合流程允许研究颗粒和流体之间的复杂相互作用。
流程概述EDEM-Fluent 耦合流程涉及以下主要步骤：模型准备：在 EDEM 和 Fluent 中分别准备颗粒和流体模型。
这包括定义几何、材料属性和边界条件。
数据交换：EDEM 和 Fluent 之间的数据交换是通过一个称为“耦合器”的接口来实现的。
耦合器负责在求解器的每个时间步长交换粒子和流体数据。
颗粒-流体相互作用求解：在 EDEM 中，通过计算粒子之间的接触和粒子与流体的相互作用来求解颗粒动力学。
在 Fluent 中，求解流体流动方程。
信息更新：耦合器将从 EDEM 获得的颗粒信息传递给 Fluent，包括粒子的位置、速度以及与流体的相互作用力。
反之亦然，它将流体信息，例如流场和压力，传递给 EDEM。
迭代求解：EDEM 和 Fluent 交替求解各自的方程集，同时不断交换信息。
此迭代过程持续，直到达到收敛标准。
EDEM-Fluent 耦合的优势EDEM-Fluent 耦合提供了以下优势：准确性：它可以捕捉颗粒和流体之间的复杂相互作用，从而获得更准确的模拟结果。
多物理场：它允许同时考虑流体动力学和颗粒动力学，从而提供对耦合问题的全面理解。
鲁棒性：耦合器经过优化，可以在各种复杂的颗粒流动条件下提供稳定的求解过程。
并行化：EDEM-Fluent 支持并行计算，从而可以模拟大规模的颗粒流问题。
应用EDEM-Fluent 耦合在广泛的领域中具有应用，包括：固体处理设备设计和优化粉末流化床模拟生物制药过程建模地质材料模拟医学模拟实施注意事项成功实施 EDEM-Fluent 耦合需要考虑以下注意事项：模型参数：正确选择和校准模型参数至关重要，以确保准确的模拟结果。
ansys fluent 流固耦合 应力
ANSYS Fluent 流固耦合应力简介流固耦合是指流体和固体之间相互作用的一种物理现象。
ANSYS Fluent是一种流体动力学模拟软件，可以用于模拟流体流动、传热和化学反应等各种现象。
在流体和固体之间存在相互作用时，应力是一个重要的参数，它描述了固体的变形情况。
本文将介绍如何使用ANSYS Fluent进行流固耦合模拟，并分析模拟结果中的应力分布。
流固耦合模拟步骤步骤一：几何建模在进行流固耦合模拟之前，首先需要进行几何建模。
可以使用ANSYS DesignModeler等软件来创建几何模型，或者导入现有的CAD文件。
几何模型应包括流体区域和固体区域，以及它们之间的接触面。
步骤二：网格划分完成几何建模后，需要对模型进行网格划分。
ANSYS Fluent支持多种网格划分算法，包括结构化网格和非结构化网格。
网格划分的质量对模拟结果有重要影响，因此需要根据具体情况进行合理的网格划分。
步骤三：物理模型设置在进行流固耦合模拟之前，还需要设置物理模型。
首先需要选择合适的流体模型，包括流体类型、流体性质等。
然后需要设置固体模型，包括材料属性、边界条件等。
最后还需要设置相互作用模型，以描述流体和固体之间的相互作用。
步骤四：求解器设置完成物理模型设置后，需要设置求解器。
ANSYS Fluent提供了多种求解器选项，可以根据具体情况选择合适的求解器。
求解器设置包括网格划分、计算时间、收敛准则等。
步骤五：模拟运行完成求解器设置后，可以开始进行模拟运行。
ANSYS Fluent将根据设置的物理模型和求解器进行求解，得到流体和固体的相应结果。
步骤六：应力分析模拟运行完成后，可以对结果进行应力分析。
ANSYS Fluent提供了丰富的后处理工具，可以用于分析模拟结果中的应力分布。
可以通过选取感兴趣的区域或者路径，获取相应的应力数据。
应力分析结果二级标题1：流体区域应力分布在流固耦合模拟中，流体区域的应力分布是一个重要的参数。
edem 有限元耦合
edem 有限元耦合-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述本文旨在介绍edem有限元耦合方法，并探讨其在工程领域的应用案例。
有限元方法广泛应用于结构力学分析中，而edem模型则用于处理颗粒材料的离散元素模拟。
通过将这两种方法耦合起来，可以更准确地模拟颗粒材料与结构之间的相互作用。
在本文中，我们将首先介绍有限元方法的基本原理和应用领域。
有限元方法是一种数值计算方法，通过将结构划分为许多小的有限元单元来近似描述其行为。
这种方法能够解决各种结构的力学问题，并在工程设计和分析中得到广泛应用。
随后，我们将介绍edem模型及其在颗粒材料模拟中的应用。
edem 模型是一种基于离散元素方法的模拟工具，能够模拟颗粒材料的复杂行为和相互作用。
通过这种模型，我们可以了解颗粒材料的内部结构及其在外部力作用下的变形和破坏过程。
然后，我们将探讨有限元方法和edem模型的耦合方法。
将这两种方法耦合起来，可以更准确地模拟颗粒材料与结构之间的相互作用。
通过耦合方法，我们可以将颗粒材料的行为作为有限元模型的一部分，从而获得更真实的结构力学分析结果。
最后，我们将通过一些具体的应用案例来展示edem有限元耦合方法的实际效果。
这些案例将涉及不同的颗粒材料和结构类型，并展示了耦合方法在分析颗粒流体力学、土木工程和生物力学等领域的应用潜力。
总的来说，本文将从引言、正文和结论三个部分来介绍edem有限元耦合方法。
通过对这些内容的阐述，我们希望读者能够更好地理解和应用这一方法，并在实际工程设计和分析中取得更准确和全面的结果。
1.2文章结构2. 正文2.1 有限元方法介绍2.2 edem模型介绍2.3 有限元耦合方法2.4 edem有限元耦合的应用案例2.1 有限元方法介绍在工程领域中，有限元方法是一种常用的数值计算方法，用于求解复杂的物理问题。
该方法基于将连续的物理系统离散化为一系列有限大小的部分，称为有限元。
通过将整个系统分解为有限数量的元素，有限元方法可以将复杂的问题转化为易于处理的小型子问题。
一种基于多尺度模型代替流固耦合的计算方法[发明专利]
![一种基于多尺度模型代替流固耦合的计算方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/eb7336ff964bcf84b8d57b23.png)
专利名称：一种基于多尺度模型代替流固耦合的计算方法专利类型：发明专利
发明人：刘有军,冯月,靳纯博,吴丹丹
申请号：CN201811628458.6
申请日：20181228
公开号：CN109492343A
公开日：
20190319
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种基于多尺度模型代替流固耦合的计算方法，属于血流动力学计算领域。
是一种模拟血管壁弹性代替流固耦合计算的新方法。
基于血液流动三维模型，获取必要几何参数，根据公式计算电容值。
将电容串联在血液流动模型出口，之后利用有限元计算方法获得血管壁形变以及血液流场等参数。
该方法可以代替设置复杂且计算时间较长的流固耦合算法，提高血流动力学的计算速度。
申请人：北京工业大学
地址：100124 北京市朝阳区平乐园100号
国籍：CN
代理机构：北京思海天达知识产权代理有限公司
代理人：张立改
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910193703.3
(22)申请日 2019.03.14
(71)申请人 中铁二院工程集团有限责任公司
地址 610000 四川省成都市金牛区通锦路
三号
申请人 西南交通大学
(72)发明人 杨长卫 郭晋豪 王智猛 刘阳
王建 童心豪 郭雪岩 李宗昊
张斌 卢兴旺
(74)专利代理机构 成都环泰知识产权代理事务
所(特殊普通合伙) 51242
代理人 赵红欣 李斌
(51)Int.Cl.
G06F 17/50(2006.01)
(54)发明名称一种基于EDEM-FLUENT离散元流固耦合建模方法(57)摘要本发明公开了岩土方面的数值模拟分析计算技术领域的一种基于EDEM -FLUENT离散元流固耦合建模方法，先利用前处理软件对模型进行建模、划分网格和设置边界条件等并导出模型文件，然后将模型文件导入到FLUENT和EDEM当中，在FLUENT中进行注浆浆液属性的设置，在EDEM中进行土体宏观和微观参数的设置，并且注意单位的设置，然后FLUENT与EDEM共同计算迭代至收敛；本发明通过有限元网格计算引入到离散元颗粒流计算当中，将浆液的连续性和土体的离散性质都准确地模拟出来，为从事注浆研究的科研工
作者提供了创新性的研究思路。
权利要求书1页 说明书4页 附图6页CN 110046388 A 2019.07.23
C N 110046388
A
权 利 要 求 书1/1页CN 110046388 A
1.一种基于EDEM-FLUENT离散元流固耦合建模方法，其特征在于，具体步骤如下：
第一步，利用Gambit等前处理软件对路基模型进行建模，选择最合适计算的网格类型划分好网格，设置合适的边界条件，并导出网格文件；
第二步，将所述网格文件导入到FLUENT中，并且在FLUENT中对连续介质注浆浆液参数设定和等待计算；
第三步，将所述网格文件导入到EDEM中，填充离散元土体颗粒，设置土体参数和土体之间微观作用力参数；
第四步，将FLUENT中迭代时间步长设置为EDEM中时间步长的1～100倍，在FLUENT中设置模拟时间，然后等待自动迭代计算至收敛。
2.根据权利要求1所述的一种基于EDEM-FLUENT离散元流固耦合建模方法，其特征在于：所述自动迭代计算为耦合模拟计算。
3.根据权利要求2所述的一种基于EDEM-FLUENT离散元流固耦合建模方法，其特征在于，所述耦合模拟计算的方法为：
第一步，EDEM中计算颗粒的速度和位置等信息；
第二步，FLUENT中计算每个网络中包含的颗粒体积分数；
第三步，EDEM中计算浆液对土体的作用力；
第四步，FLUENT中计算浆液与土体之间的动量、能量等交换；
第五步，根据能量和动量等的交换相，在FLUENT中计算流体运动；
第六步，将所述第五步中计算的流体运动向EDEM中传递流体速度，重新进行所述第三步的操作；
第七步，通过重新进行的所述第三步的操作向EDEM中传递浆液对土体的作用力，重新进行所述第一步的操作，循环往复。
4.根据权利要求1所述的一种基于EDEM-FLUENT离散元流固耦合建模方法，其特征在于，所述第二步导入FLUENT中对网格模型设置浆液的计算参数为：Density(kg/m3)选择constant且参数设置为1760，Viscosity(kg/m-s)选择constant且参数设置为0.06。
5.根据权利要求1所述的一种基于EDEM-FLUENT离散元流固耦合建模方法，其特征在于，所述第三步中土体参数的设置为：Poisson’s Ratio(V)0.28，Solids Density(p) 1920kg/m3，Shear Modulus(G)20664e+06 Fa，Work Function 0 eV，Coefficient of Restitution 0.5，Coefficient of Static Friction 0.5，Coefficient of Rolling Friction 0.01。
6.根据权利要求1所述的一种基于EDEM-FLUENT离散元流固耦合建模方法，其特征在于：所述第四步中FLUENT中时间步长的设置为：Run Culculation选择Check Case，Time Stepping Method的时间步长设置为0.0002和2000，Max Iteration/Time Step设置为20，Reproting Interval设置为1，Profile Update Interval设置为1。
7.根据权利要求1所述的一种基于EDEM-FLUENT离散元流固耦合建模方法，其特征在于：所述第四步中EDEM中时间步长的设置为：Time Integaration选择Euler，Fixed Time Step设置为14.5803％、4e-05s，Total Time设置为30s，Target Save Interval设置为0.1s，Call Size设置为5 Rmin、15mm。
2。