ANSYS Workbench-Fluent流固耦合传热及热结构分析
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。
ansysworkbench结构热耦合教材
标题：深度解析ANSYS Workbench 结构热耦合教材在工程领域，ANSYS Workbench 结构热耦合是一个非常重要而复杂的主题。
它涉及到结构分析和热传导的耦合问题，在工程实践中有着广泛的应用。
本文将对ANSYS Workbench 结构热耦合教材进行全面评估，并共享个人观点和理解。
1. 教材概述ANSYS Workbench 结构热耦合教材是针对结构分析和热传导耦合问题而编写的教材，它包含了理论知识与实际应用相结合的内容。
教材以简洁清晰的语言，系统地介绍了ANSYS Workbench 中结构热耦合分析的基本原理、方法和操作步骤，并通过大量的例题进行了详细演示与讲解。
2. 主题深度探讨在教材中，对结构热耦合分析的基本原理和数学模型进行了深入讲解。
通过对热传导方程和结构强度理论的介绍，使学习者能够了解结构受热载荷作用下的变形和应力分布规律。
教材还涵盖了ANSYS Workbench 中热-结构耦合分析的建模和网格划分技术，使学习者能够掌握仿真分析的关键技术。
3. 教材回顾与总结ANSYS Workbench 结构热耦合教材通过丰富的案例分析和实例演示，帮助学习者深入理解了结构热耦合分析的实际应用。
从简单的热传导问题到复杂的结构热耦合分析，教材覆盖了多个领域和行业的案例，为学习者提供了丰富的学习资源。
通过总结与回顾，学习者可以全面、深刻地领会结构热耦合分析的理论与实践。
4. 个人观点与理解在学习和掌握ANSYS Workbench 结构热耦合教材的过程中，我对结构热耦合分析有了更深入的理解。
通过教材的系统学习，我认识到在工程实践中，结构热耦合分析能够为工程设计和优化提供重要依据，尤其在高温场、冷却系统、电子器件等领域有着广泛的应用。
我也意识到结构热耦合分析需要综合考虑材料性能、热载荷和结构强度等多个因素，需要综合运用结构分析、热传导分析与ANSYS仿真技术，具有一定的复杂性和挑战性。
总结而言，ANSYS Workbench 结构热耦合教材涵盖了结构热耦合分析的基本理论与实际应用，是学习者系统学习结构热耦合分析的重要参考资料。
fluent流--固耦合传热-图文
fluent流--固耦合传热-图文一两端带法兰弯管置于大空间内，管外壁与空气发生自然对流换热；内通烟气并与管内壁发生强制对流换热。
结构和尺寸及其它条件如图。
计算任务为用计算流体力学/计算传热学软件Fluent求解包括管内流体和管壁固体在内的温度分布，其中管壁分别采用薄壁和实体壁两种方法处理。
所需的边界条件采用对流换热实验关联式计算。
要求在发动机数值仿真实验室的计算机上完成建立几何模型、生成计算网格、建立计算模型、提交求解、和结果后处理等步骤，并分别撰写计算任务的报告，计算报告用计算机打印。
计算报告包括以下与计算任务相关的项目和内容：(1)...............................传热过程简要描述包括传热方式、流动类型等；(2)计算方案分析包括所求解的控制方程及其简化、边界条件及其确定方法和主要计算过程；(3)计算网格简报包括网格划分方案、单元拓扑、单元和节点数量、网格质量等；(4)计算模型描述包括流体物性、边界条件、湍流模型、辐射模型及近壁处理等；(5)求解过程简报包括求解方法、离散格式、迭代过程监控、收敛准则等；(6)................................................计算结果及分析给出下列图表和数据：纵剖面和中间弯管45°方向横剖面上的温度、温度梯度、速度分布图，以及法兰和中间弯管处的局部放大图。
管内壁面上的温度、热流密度和表面传热系数分布，包括三维分布和沿管长度方向上的分布。
............................................................ .........................................总热流量。
由2种数值计算方法求得管内外烟气和空气之间换热的平均传热系数和烟气出口温度，并与工程算法得到的数值对比。
1、传热过程简述计算任务为用计算流体力学/计算传热学软件Fluent求解通有烟气的法兰弯管包括管内流体和管壁固体在内的温度分布，其中管壁分别采用薄壁和实体壁两种方法处理。
ANSYS Workbench 19.0基础入门与工程实践 第24章 流固耦合分析
24.2 流固耦合分析实例—收缩喷管流固耦合分析
• 本例以收缩喷管为研究对象，利用CFX模块对流固耦合情 况下的结构受力进行仿真模拟，通过详细的操作和仿真说 明，为读者学习和掌握流固耦合方法提供指导和实践案例。
• 24.2.1 问题描述 • 24.2.2 几何建模 • 24.2.3 流体网格划分 • 24.2.4 流体求解设置 • 24.2.5 流体结果后处理 • 24.2.6 结构场求解设置 • 24.2.7 结构场结果后处理
24.1.1 流体控制方程
• 流固耦合问题应该遵循流体力学的三大定律，对于不可压 缩的牛顿流体，守恒定律通过式至式所示的控制方程进行 描述。
• 质量守恒方程：
• 动守恒方程：
• 能量守恒方程：
24.1.2 固体控制方程
• 固体控制方程根据牛顿第二定律导出，如式所示。
24.1.3 流固耦合方程
• 流固耦合方程遵循最基本的守恒原则，在流固耦 合交界面位置，应该满足流体与固体应力、位移 的相等或者守恒，如式所示。
24.1.4 流固耦合仿真流程
• 本章主要介绍单向流固耦合的分析过程，通常在WB 19.0 中实现流固耦合的流程如图左所示，其中流体的计算可以 采用CFD或者CFX两种求解器。在WB 19.0中创建分析项目， 如图右所示。
24.4 本章小结
• 本章主要介绍了流固耦合分析的基本理论和方法，同时针 对如何在WB 19.0中实现流固耦合进行了详细的介绍，并 通过两个具体实例对该方法进行逐一讲解，为读者提供较 为全面的操作指南。
ansys热流双向耦合+结构单向耦合
ANSYS软件是一种强大的有限元分析软件，广泛应用于工程领域的热流双向耦合和结构单向耦合分析。
本文将从热流双向耦合和结构单向耦合的基本原理、ANSYS软件的应用方法以及应用案例等方面进行介绍和分析。
一、热流双向耦合的基本原理1. 热流双向耦合是指热传导和流体流动之间相互影响的耦合分析方法。
2. 在热流双向耦合分析中，热传导和流体流动之间存在相互影响的物理过程。
热传导会导致流体的温度分布发生变化，而流体的流动又会影响热传导的过程。
3. 热流双向耦合分析可以用于模拟汽车发动机的冷却系统、航空发动机的燃烧室等工程问题，对于研究热传导和流体流动之间的复杂耦合现象具有重要意义。
二、结构单向耦合的基本原理1. 结构单向耦合是指结构应力和温度之间的单向耦合分析方法。
2. 在结构单向耦合分析中，结构的应力状态会随着温度的变化而发生变化，而温度的变化不会受到结构应力的影响。
3. 结构单向耦合分析可以用于模拟航空航天器在进入大气层时的热应力行为、电子器件的热机械性能等工程问题，对于研究结构应力和温度之间的复杂耦合现象具有重要意义。
三、ANSYS软件的应用方法1. ANSYS软件是目前应用最为广泛的有限元分析软件之一，具有强大的热流双向耦合和结构单向耦合分析功能。
2. 在进行热流双向耦合分析时，可以利用ANSYS软件中的流体动力学模块和热传导模块进行耦合求解，得到热传导和流体流动的相互影响结果。
3. 在进行结构单向耦合分析时，可以利用ANSYS软件中的结构分析模块和热分析模块进行耦合求解，得到结构应力和温度之间的单向耦合结果。
四、应用案例分析1. 以汽车发动机冷却系统为例，可以利用ANSYS软件进行热流双向耦合分析，研究冷却水在发动机中的流动和散热过程，为发动机的热管理设计提供依据。
2. 以航空航天器进入大气层时的热应力行为为例，可以利用ANSYS 软件进行结构单向耦合分析，研究航空航天器在高速进入大气层时的热应力分布，为材料选型和结构设计提供依据。
fluent流固耦合传热算例
fluent流固耦合传热算例摘要：I.引言- 介绍fluent 软件和流固耦合传热算例II.流固耦合传热的基本概念- 解释流固耦合传热- 说明流固耦合传热在工程领域的重要性III.fluent 软件介绍- 介绍fluent 软件的背景和功能- 说明fluent 软件在流固耦合传热计算方面的应用IV.流固耦合传热算例- 介绍一个具体的流固耦合传热算例- 详细描述算例的步骤和结果V.结论- 总结流固耦合传热算例的重要性- 提出进一步研究的建议正文：I.引言fluent 软件是一款专业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fluent 中，流固耦合传热是一个重要的计算功能。
本文将介绍fluent 软件和流固耦合传热算例，并通过一个具体的算例详细说明流固耦合传热在工程领域中的应用。
II.流固耦合传热的基本概念流固耦合传热是指在流体流动过程中，由于流体和固体壁面之间的温度差而产生的热传递现象。
在实际工程中，流体和固体之间的热传递过程往往是非常复杂的，需要通过数值模拟来进行分析。
fluent 软件提供了一种流固耦合传热计算的功能，可以帮助工程师更好地理解和优化工程过程中的热传递现象。
III.fluent 软件介绍fluent 软件由美国ANSYS 公司开发，是一款功能强大的流体动力学模拟软件。
fluent 软件可以模拟多种流体流动和传热现象，包括稳态和瞬态模拟、层流和紊流模拟、等温、绝热和热传导模拟等。
在fluent 中，用户可以自定义模型和求解器，以满足不同工程需求。
在流固耦合传热方面，fluent 软件提供了一种耦合求解器，可以将流体流动和固体传热两个问题同时求解。
这种耦合求解器可以大大提高计算效率，并更好地模拟实际工程中的热传递过程。
IV.流固耦合传热算例下面我们通过一个具体的算例来说明fluent 软件在流固耦合传热计算方面的应用。
算例描述：一个矩形通道中，流体流动与固体壁面的热传递过程。
fluent流固耦合传热设置问题
FLUENT流固耦合传热设置问题
看到许多网友对于fluent里模仿流固耦合传热（同时有对流和导热）有许多疑问,下面说说我的解决办法.
1，起首要分清你的问题是否是流固耦合传热.
（1）假如你的传热问题只是流体与固体壁面的传热,不涉及到固体壁面内部的导热,那么这就是一个对传播热问题,不
是流固耦合传热问题,这时刻你只须要设置壁面的对流换
热系数即可.如下图
留意右边这几个参数的寄义：从上往下依次为：壁面外部的对传播热系数;外部流体温度;壁面厚度;壁面单位体积发烧率.
这里没有内部流体的对传播热设置,因为fluent会依据流体温度以及壁面温度,应用能量守恒,主动盘算内壁流体与壁面的对流换热忱形.
（2）流固耦合传热问题.在建模的时刻你应当界说两个区域,流体区域和固体区域,并且在切割区域的时刻,你应当选
中connect,如下图所示
鸿沟前提设置：接壤面为wall.在导入fluent今后,fluent就会主动生成wall-shadow.如许在流固接壤面上就生成了一对耦合的面,如下图所示,
.
2，耦合传热设置问题
（1）起首就是求解器的设置问题,应当选择耦合求解器,固然盘算速度会慢一些,但是这更相符现实情形,更轻易收敛,误差更小.假如长短稳态进程还应选择unsteady.如下图所示
（2）接壤面设置问题,这个是症结.不必过多的设置只须要选择coupled.如许fluent就会主动盘算耦合面的传热问题.如下图所示
（3）当然还要选择能量方程.其他诸如湍流模子.材料设置.进出口前提等等,须要你依据现实情形设定,这里不再雷述.。
基于Fluent与ANSYS workbench的齿轮箱热固耦合温度场仿真案例
基于Fluent与ANSYS workbench的齿轮箱热固耦合温度场仿真案例技术邻作者：仿真小刘文章所包含相关领域及技术点：热固耦合、Fluent、ANSYS workben ch简介：今天为大家带来齿轮箱瞬态温度场仿真的原创案例。
限于篇幅，这个帖子不像之前一样把所有设置一步步贴图，因此只给出关键图，设置全部给出了表格形式。
图1和图23是动图，但是好像帖子里动不起来，可以点击我的头像——作品展示里有动态图。
图1齿轮箱甩油润滑齿轮减速结构是机械传动中最常见的形式，如下图。
图2齿轮箱结构由于齿轮之间存在摩擦，因此齿轮系统的温度场必须进行关注，以确保：齿轮结构没有过热（overheating）保证齿轮结构的完整性避免滑油过热引发的性能下降（粘度降低）及事故发生（如风机装置有可能油起火）进一步延伸的话，由温升引发的热应力是分析齿轮与齿轮轴，乃至轴承与壳体的热疲劳问题的必要计算条件。
这个问题另外开帖与大家探讨。
—————————————————————————————————正文：齿轮温度场涉及到摩擦学、传热学、机械传动理论和有限元分析等多学科领域的知识，是一个比较复杂的问题。
1969年，Blok．H阐述了热网络理论，其本质是考虑系统中各部分生热，在网络中用一个节点表示，每个节点表示每部分的平均温度。
通过整体分析得到要求的的各部分的温度值。
这种方法的缺陷在于，首先必须建立热阻、功率损失、对流换热系数计算模型，而这些参数不容易获得。
那么我们考虑用仿真的手段去求解这个问题。
我们首先来分析齿轮箱的结构，齿轮箱机械结构由壳体、端盖、大小齿轮、轴承、轴以及其他附件构成，我们首先要搞清楚分析的对象。
壳体的温度是否是我们关注的要点？在本例中不是，那么我们的分析对象就是壳体中的所有元素，壳体只作为仿真的外边界。
轴承和轴在仿真中的意义也不明显，因此我们都予以简化。
分析传热模型，齿轮摩擦生热是热源，这些热量通过几种方式传播：1.热传导——从齿缘往齿轮中心传导2.热对流——齿轮和润滑油，润滑油和空气，又称为共轭传热3.热辐射——温度不高，辐射量小可忽略因此，滑油和空气是传热的介质，必须在模型中考虑进去（事实上这部分传热达到91%）。
ANSYSWorkbench流-固耦合计算方法解析
ANSYSWorkbench流-固耦合计算方法解析流-固耦合主要研究流体流动导致结构变形，而结构变形可能会影响流体流动。
基于ANSYS Workbench可以实现单向和双向流固耦合，而且可以处理结构发生大变形的双向流固耦合计算，流固耦合计算的典型应用包括，机翼颤振，管道振动，导线覆冰振动，含流体容器晃动，结构跌落入水冲击，柔性结构扰流振动等。
目前，ANSYS版本已经更新到了2023R1，各类流固耦合计算功能，更加完善，操作使用更加方便，对于流固耦合根据耦合方式可以分为：（1）单向耦合。
A场对B场有影响，而B场对A场没有影响，常见的问题就是热应力计算，一般的热应力计算中，只考虑温度对结构的影响，而忽律结构变形对温度场的影响；（2）双向耦合。
A场对B场有影响，而B场对A场也有影响，例如气动颤振问题，流场对结构的变形有影响，反过来结构变形也会影响流场。
ANSYS目前主要提供了四种流固耦合仿真策略：（1）Fluent+结构模块（稳态或瞬态）该方法可以完成各类稳态或瞬态的单向流固耦合计算，计算效率高，数据传递稳定，例如，各类流体载荷导致的结构变形和应力，结构在流体作用下的小变形振动等。
（2）Fluent+结构模块（稳态或瞬态）该方法在Fluent中完成流场求解，获得流场的压力；在结构模块（稳态或瞬态）完成固体场求解，获得变形，然后通过系统耦合器完成数据的交互传递，该方法，即可以完成单向流固耦合计算，也可以完成双向流固耦合计算，但是在同一时刻，只有一个场在求解，双向流固耦合的求解时间较长。
（3）基于LS-DYNA软件完成流固耦合计算LS-DYNA支持ICFD求解器与其自身的固体力学求解器之间的耦合。
ICFD求解器适用于五大行业多物理场应用：•汽车行业，LS-DYNA传统应用领域，ICFD可针对热-结构耦合的外部空气动力学分析提供解决方案；•制造行业，ICFD可应用于冷却相关分析，例如金属冲压，电池组的冷却等；•能源行业，尤其是风能行业。
ansys 热 结构耦合分析
第21章热－结构耦合分析热－结构耦合问题是结构分析中通常遇到的一类耦合分析问题。
由于结构温度场的分布不均会引起结构的热应力，或者结构部件在高温环境中工作，材料受到温度的影响会发生性能的改变，这些都是进行结构分析时需要考虑的因素。
为此需要先进行相应的热分析，然后在进行结构分析。
热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，如热量的获取或损失、热梯度、热流密度（热通量）等。
本章主要介绍在ANSYS中进行稳态、瞬态热分析的基本过程，并讲解如何完整的进行热－结构耦合分析。
21.1 热－结构耦合分析简介热－结构耦合分析是指求解温度场对结构中应力、应变和位移等物理量影响的分析类型。
对于热－结构耦合分析，在ANSYS中通常采用顺序耦合分析方法，即先进行热分析求得结构的温度场，然后再进行结构分析。
且将前面得到的温度场作为体载荷加到结构中，求解结构的应力分布。
为此，首先需要了解热分析的基本知识，然后再学习耦合分析方法。
21.1.1 热分析基本知识ANSYS热分析基于能量守恒原理的热平衡方程，用有限元法计算各节点的温度，并导出其它热物理参数。
ANSYS热分析包括热传导、热对流及热辐射三种热传递方式。
此外，还可以分析相变、有内热源、接触热阻等问题。
热传导可以定义为完全接触的两个物体之间或一个物体的不同部分之间由于温度梯度而引起的内能的交换。
热对流是指固体的表面和与它周围接触的流体之间，由于温差的存在引起的热量的交换。
热辐射指物体发射电磁能，并被其它物体吸收转变为热的热量交换过程。
如果系统的净热流率为0，即流入系统的热量加上系统自身产生的热量等于流出系统的热量：q流入+q生成-q流出=0，则系统处于热稳态。
在稳态热分析中任一节点的温度不随时间变化。
瞬态传热过程是指一个系统的加热或冷却过程。
在这个过程中系统的温度、热流率、热边界条件以及系统内能随时间都有明显变化。
ANSYS热分析的边界条件或初始条件可分为七种：温度、热流率、热流密度、对流、辐射、绝热、生热。
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。
fluent流固耦合传热算例
Fluent流固耦合传热算例介绍在工程领域中，流固耦合传热是一个重要的研究领域。
通过数值模拟方法，我们可以对流体和固体之间的传热过程进行分析和优化。
Fluent是一种常用的流体动力学软件，可以用于模拟流体的运动和传热。
本文将介绍一个关于Fluent流固耦合传热的算例，讨论其原理、步骤和结果分析。
算例背景我们以一个热交换器为例来进行流固耦合传热的模拟。
热交换器是一种常见的设备，用于将热量从一个流体传递到另一个流体，常见于工业生产和能源系统中。
通过模拟热交换器的传热过程，我们可以更好地了解其工作原理，优化设计，并提高其传热效率。
模型建立几何模型首先，我们需要建立热交换器的几何模型。
根据具体的热交换器类型和尺寸，我们可以使用CAD软件绘制出几何模型，并导入到Fluent中进行后续的模拟分析。
边界条件在模拟中，我们需要设置合适的边界条件来模拟实际工况。
对于热交换器的模拟，我们通常需要设置流体的入口温度、出口温度、流速等参数，以及固体壁面的温度和热传导系数。
数值模拟流体模拟在进行流固耦合传热模拟之前，我们首先需要进行流体模拟。
通过Fluent软件，我们可以对流体的运动进行数值模拟，并得到流体的速度场、压力场等关键参数。
在热交换器模拟中，我们需要注意流体的流动特性，如湍流、层流等，以及流体的物性参数，如密度、粘度等。
固体传热模拟在得到流体模拟的结果后，我们可以将其作为固体传热模拟的边界条件。
通过设置固体壁面的温度和热传导系数，我们可以模拟固体的传热过程。
在热交换器模拟中，我们通常关注固体的温度分布、热流密度等参数。
流固耦合模拟最后，我们将流体模拟和固体传热模拟结合起来，进行流固耦合传热模拟。
在Fluent中，我们可以通过设置合适的耦合算法和迭代步长，将流体和固体的传热过程耦合起来。
通过迭代计算，我们可以得到流体和固体的传热过程，并分析其传热特性和效率。
结果分析通过流固耦合传热模拟，我们可以得到丰富的结果数据，如流体的速度场、压力场，固体的温度分布、热流密度等。
fluent流固耦合传热算例
fluent流固耦合传热算例摘要：fluent 流固耦合传热算例I.引言- 简述流固耦合传热算例的重要性- 介绍fluent 软件在流固耦合传热计算中的应用II.fluent 软件介绍- 概述fluent 软件的特点和功能- 讲解fluent 软件在流固耦合传热计算中的操作流程III.流固耦合传热算例解析- 分析算例背景及目的- 详细描述算例的流固耦合传热计算过程- 解释算例结果及其意义IV.结论- 总结算例的流固耦合传热计算经验- 提出进一步研究和改进的建议正文：fluent 流固耦合传热算例I.引言流固耦合传热算例在工程领域中具有广泛的应用，可以帮助工程师们更好地理解和掌握流固耦合传热现象。
fluent 软件作为一种强大的流体动力学模拟软件，在流固耦合传热计算中具有重要的作用。
本文将通过一个具体的算例，详细介绍fluent 软件在流固耦合传热计算中的应用。
II.fluent 软件介绍fluent 软件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、能源等领域。
它具有丰富的物理模型和强大的数值计算能力，可以模拟流体流动、热传导、化学反应等多种物理现象。
在流固耦合传热计算中，fluent 软件可以实现流体与固体结构之间的热传递模拟，为工程师们提供准确的计算结果。
III.流固耦合传热算例解析为了具体阐述fluent 软件在流固耦合传热计算中的应用，我们选取了一个典型的算例进行详细分析。
算例背景为一组流固耦合传热实验，实验中涉及到流体流动、固体传热以及流固耦合传热现象。
我们使用fluent 软件对实验进行模拟，以获取流固耦合传热过程中的温度分布和热流密度等关键参数。
在fluent 软件的操作过程中，我们首先创建了流体和固体的几何模型，并定义了它们的材料属性。
接着，我们设置边界条件，包括流体进口、出口和固体表面的热交换条件。
在求解器设置中，我们选择了适用于流固耦合传热计算的求解器，并设置了相应的耦合条件。
Ansys热固耦合分析及参数化设计
Ansys Workbench热固耦合分析及参数化设计机械安装或者发热的零件经常需要知道受热后变形及热应力，常规的计算很难满足要求，目前可以利用有限元软件进行热固耦合计算，查看所需的结果问题描述：内轴直径∅50mm，外环与内圈最大有0.025mm的一个过盈量，采用热套的方式进行装配，试确定外环需加热到多少温度？1、打开软件，建立所需模型（可直接在CAD软件中建立导入）2、双击Steady-State Thermal,右键Geometry---Import Geometry---Browse导入建好的模型右键Solution---Transfer Date To New---Static Structural建立稳态热和结构场的耦合关系2、双击进入Steady-State Thermal模块下的Gometry，检查模型，退出；再双击Model,进入载荷和边界条件设置，材料默认为structural steel（注意：需确定材料的热膨胀系数）,设置网格大小，点击生成网格（只需导入外环模型即可）3、Steady-State Thermal模块下插入Temperature,选择圆环内表面配合面，Magnitude处输入70℃，并勾选前面框（参数化）；再插入Convection，选择所有与空气接触的表面，输入对流换热系数，如下图所示4、建立局部柱坐标系，插入Static Structural---solution---Directional Deformation，将坐标改为刚才建议的柱坐标系，方向设为X方向（柱坐标径向），再勾选参数化，如下图所示：再插入Frictionless support,选择外表面5、退出，进入操作平台，双击Parameter Set,进入参数化模块6、进入参数化模块后左侧出现输入、输出栏数据，如下图所示右侧出现下图列表栏：增加列表栏参数，进行计算，如下图所示：7、根据变形量选择需要的加热温度，如此处过盈量为0.025，则选择90℃即可。
基于ANSYS Workbench的叶轮流固耦合分析
基于ANSYS Workbench的叶轮流固耦合分析李强;刘霞;赵辉【摘要】为了分析叶轮在工作条件下的受力、变形情况,需要对叶轮进行流固耦合分析.叶轮的叶片均布在轮毂上是圆周阵列的结构,可选择其中一个叶片进行分析.叶轮在流场中变形相对流场整体尺寸很小,因此可忽略叶轮对流场的影响,从而采用单向流固耦合分析方法.这样既简化了结构,又减少了计算时间.%In order to analyze the stress, deformation of impeller under the working conditions, it was necessary that doing fluidsolid interaction analysis on the impeller.Because the impeller blade uniformly distributed on the hub is the structure of the circular array,it can be realized that choosing one of the blades to analyze,the impeller deformation relative to the flow field in the flow field in the overall size is verys mall,so ignoring the influence of impeller flow field is allowed,using one way FSI analysis method can not only simplify the structure,but also reduce the computation time.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】4页(P61-64)【关键词】叶轮;流固耦合;叶片;ANSYSWorkbench【作者】李强;刘霞;赵辉【作者单位】新疆工程学院机械工程系,新疆乌鲁木齐 830011;新疆工程学院机械工程系,新疆乌鲁木齐 830011;新疆工程学院机械工程系,新疆乌鲁木齐830011【正文语种】中文【中图分类】TP391.9叶轮主要由叶片和轮毂组成，是风机的关键零件。
fluent流固耦合传热算例
fluent流固耦合传热算例一、fluent简介Fluent是一款专业的流体动力学模拟软件，由美国ANSYS公司开发。
它具有强大的计算能力和广泛的适用范围，可以模拟多种流体流动、传热等问题。
在工程领域、科研单位和高校等领域具有广泛的应用。
二、流固耦合传热概述流固耦合传热问题是指在流体流动过程中，固体壁面与流体之间的热量传递。
这种问题涉及到流体力学、传热学和固体力学等多个学科，具有一定的复杂性。
通过Fluent 软件进行模拟分析，可以得到流场、温度场和应力场等多场耦合的数值解。
三、算例介绍本文将介绍一个简单的流固耦合传热算例，以演示Fluent 的操作方法和注意事项。
算例模型为一个矩形通道，通道内部流动的是水，壁面材料为铜。
通道两侧分别为冷却水进口和出口，冷却水的温度分别为30℃和40℃。
模拟目标是求解通道内水的流速、温度分布以及壁面的热应力。
四、操作步骤及注意事项1.打开Fluent 软件，创建新项目。
2.导入几何模型，本文采用矩形通道模型。
3.定义物理模型，包括流体物性（如密度、比热容等）、壁面材料（如铜）以及冷却水边界条件。
4.划分网格，选择合适的网格类型和密度。
5.设置求解器参数，包括收敛标准、迭代次数等。
6.启动计算，观察结果收敛情况。
7.分析结果，包括流速分布、温度分布以及壁面热应力。
注意事项：1.在设置物理模型时，要确保与实际情况相符。
2.网格划分要合理，以保证计算精度和收敛速度。
3.根据问题特点，选择合适的求解器参数。
五、结果分析与讨论通过Fluent 模拟，得到以下结果：1.通道内水流速分布均匀，无明显涡流产生。
2.通道内温度分布呈现梯度变化，进口处温度较低，出口处温度较高。
3.壁面热应力分布均匀，符合热应力计算公式。
分析与讨论：1.流速分布对传热性能有一定影响，适当提高流速可以增强传热效果。
2.温度分布反映了热量在通道内的传递情况，与实际工程应用中的需求相符。
3.壁面热应力的计算结果可以为工程设计提供参考，以避免因热应力导致的材料损伤或设备故障。
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。
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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。
3
关闭Meshing 窗口返回到project schematic界面，右击Mesh→Transfer Data To New → Fluent, 将建立Fluent的分析项目。 此时Mesh后面变为闪电符号，需右击它再点菜单中update
双击Setup，打开Fluent窗口， 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。 右击点update,闪 电符号变为勾号
温度 云图
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关闭Fluent窗口，返回project schematic界面，右击B Fluent project/Solution →Transfer data to new → static structural, 出现新 的C project, 然后鼠标左击A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。
5 双击C的model,打开分析窗口，创建网格，关键：在Static structural下面有 imported Load(solution), 右击insert → Body Temperature, 会出现进度条， 稍等则在左下角出现下列图片，Geometry选中固体，CFD Domain选Solid，此 时Imported Body Temperature前出现闪电符号，右击选Import Load， Fluent计算的温度载荷就插值到新划分的有限元网格上。
ANSYS Workbench+Fluent 流固 耦合温度插值方法
donghaiming81@
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 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 sБайду номын сангаасlections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