流固耦合FSI分析.docx

流固耦合FSI分析
分析原理：流场采用CFX12，固体采用ANSYS12分别计算，通过界面耦合。
流体网格：流体部分采用HyperMesh9.0分网，按照流体分网步骤即可，没有特殊要求。
网格导出：CFX可以很好的支持Fluent的.cas格式。直接导出这个格式即可。
流体的其余设置都在CFX-PRE中设置。
固体网格即设置：HyperMesh9.0划分固体网格。设置边界条件，载荷选项，求解控制，导出.cdb文件。

实例练习：
以CFX12实例CFXtutorial23作为练习。
为节省时间，将计算时间缩短为2s。
网格划分：提取CFXtutorial23中的实体模型到hm中，分别划分流体，固体网格。分别导出为fluent的.cas格式和ansys的cdb格式。
流体网格如下：

网格文件见:fluid.cas
固体网格为：

特别注意：
做FSI分析时，ANSYS固体部分必须在BATCH下运行（即将.cdb文件导入ansys不需要任何操作就能直接计算出结果），所以导出的.CDB文件需要添加一个命令，在hm建立FSIN_1的set，以方便在.cdb中手动添加命令SF,FSIN_1,FSIN,1，具体位置在定义了节点集合FSIN_1之后。
另一个set：pressure用于施加压强。
这里还设置了一些控制卡片用于分析，当然也可以直接修改.cdb文件

详细.cdb文件请参看plate.cdb

将固体部分在ansys中计算一下，以确定没有问题。
通过ansys计算检查最大位移：最上面的点x向变形曲线

至此，固体部分的计算文件已经准备好，流体网格需要导入CFX以进一步设置求解选项和耦合选项。

以下在CFX-PRE中进行设置

由于固体模型已经生成，故不需要利用workbench，所以不必按照指南的做法。
启动workbench，拖动fluidflow(CFX)到工作区

直接双击setup进入CFX-PRE
导入流体网格

然后设置分析选项：

注意：mechanicalinputfile即是固体部分网格。
再新建一个流体，取名fluid。

设置domain

添加边界条件

取名为interface设置流固耦合界面，对应为abc。

这就是流固耦合界面的设置过程。
同理，建立sym1

Sym2

这个选项默认为noslip的wall，最普通的那种，不必特殊设置

初始化：

求解控制

输出控制：

Outputvariableslist

看清楚字母，别搞错了！

Monitor板最上面的一个角点，也是ansys中计算关心的点

如这个十字号

保存以上设置即可。
返回到workbench，双击solution启动计算器。

不用更改设置，直接计算即可。

以上过程小心仔细，一般不会出现错误的。

至此，几分钟后即可计算完成。

先看收敛曲线

再看monitor点

曲线跟单独的板的振动十分相似，说明计算是正确的。

后处理：
再次返回workbench，双击results，启动后处理。

先查看板的应力

是对的

以前我用CFX11做过同样的例子，所以以下提供CFX11中的结果，与cfx12类似。

可用查看速度矢量。

从以上结果来看，分析是完全正确的！
动画制作略。
关于后处理，大家可以自己参考官方帮助做一下。