ansys应用-流固耦合

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 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。

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。