ansys CFX 功能介绍
- 格式:pdf
- 大小:3.74 MB
- 文档页数:12
ANSYS CFX 19.0从入门到精通简介ANSYS CFX是一个流体力学分析软件,被广泛应用于各个领域,包括航空航天、汽车工程、能源行业等。
本文将从入门到精通介绍ANSYS CFX 19.0的基本概念、操作流程和高级功能。
目录1.安装和配置2.基本概念–流动模拟–网格生成3.操作流程–导入几何模型–网格划分和质量控制–设置物理模型和边界条件–求解和后处理4.高级功能–多相流模拟–燃烧模拟–高级后处理技术5.常见问题解答6.参考资料1. 安装和配置在开始学习ANSYS CFX之前,首先需要将软件安装到计算机上,并进行必要的配置。
以下是安装和配置的步骤:1.下载ANSYS CFX 19.0安装文件并运行安装程序。
根据提示完成安装过程。
2.配置许可证文件。
许可证文件是使用ANSYS CFX所必需的,可以通过ANSYS官方网站申请。
3.配置环境变量。
将ANSYS CFX的安装目录添加到系统环境变量中,以便可以在命令行中直接访问ANSYS CFX。
2. 基本概念在学习和使用ANSYS CFX之前,有几个基本概念需要了解。
2.1 流动模拟流动模拟是ANSYS CFX的核心功能之一。
它可以模拟流体在不同物理条件下的行为,包括速度场、压力场等。
流动模拟需要定义几何模型、物理模型和边界条件。
2.2 网格生成网格是流动模拟中重要的一部分,它将计算域划分为离散的小单元。
有效的网格划分可以减少计算误差并提高计算效率。
ANSYS CFX提供了多种网格生成工具,包括自动网格划分和手动网格划分。
3. 操作流程学习ANSYS CFX的操作流程可以让你更好地使用该软件进行流动模拟。
以下是ANSYS CFX的基本操作流程:3.1 导入几何模型首先需要导入几何模型,可以使用ANSYS DesignModeler 等工具创建几何模型,并将其导入到ANSYS CFX中。
导入几何模型后,可以对其进行进一步编辑和优化。
3.2 网格划分和质量控制在进行流动模拟之前,需要对计算域进行网格划分。
Version 1.33/23/2007©2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryInventory #002445TOC-1CFX前处理计算域讲座3Version 1.32007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002445TOC-2ANSYS, Inc. Proprietary计算域只包含有此次计算中使用的的网格流体计算域固体计算域旋转计算域静态计算域Version 1.3 Inventory #002445TOC-3Version 1.3Version 1.3•在ANSYS CFX 中, 用户在开始一个模拟前,必须为这个模拟指定一个参考压力. 它代表绝对压力数据,所有的相关压力都是基于此而衡量的•参考压力是用于避免四舍五入时产生的错误,也就是说当在一个流体区域内动压的差异与绝对压力的水平可以比较的时候. (实例见下页)relativereference absolute P P P +=在定义计算域时指定在定义边界条件时指定参考压力:边界条件•在结果文件中的压力值不包含静水压的贡献, 所以静水压的数值要在结果加上参考压力的值才是实际压力的值•如果流动是考虑浮力的并且参考压力设置为0Pa,静水压的贡献就会被考虑到结构之中•对于不考虑浮力的流体来说,静水压就不存在•当边界条件和初始条件被指定时,他们的值是相对于参考压力的值,除了当系统变量P 按照绝对压力的形势在CFX表达式中被使用(CEL)多孔区域•利用这个模型可以模拟这样的流动现象,即由于几何形状过于复杂,而无法进行网格划分的情况Images Courtesy of Babcock and Wilcox, USA多孔区域•各向同性损失模型–各向同性动量损失可以用线性或是二次阻力系数来指定,或是通过使用渗透性和损失系数来指定. 这个模型适用于各向同性多孔区域。
ANSYS CFX-Pre User Guide1、CFX-Pre Basics:1、Starting CFX-Pre:File >> New Case;General:通用CFX-Pre界面,用于所有类型CFD模拟;Turbomachinery:涡轮机械CFD模拟;Quick Setup:CFX-Pre简化,仅用于单计算域(single-domain)、单相(single-phase)问题模拟;不支持:多相(multiphase)、燃烧(combustion)、辐射(radiation)、高等湍流模型(advanced turbulence models)CFD模拟。
Library Template:模板库提供特定物理模拟模板;2、CFX-Pre W orkspace:Outline 结构:(1)Mesh:网格操作如:导入(import)、变换(transformation)、渲染(render)、可视化(show、hide)(2)Simulation:AnalysisAnalysis Type:稳态(steady)、瞬态(transient)分析,Domain:流体(fluid)、多孔介质(porous)、固体(solid)计算域,区域、类型、属性设置;Domain Interfaces:计算域、网格连接界面;Global Initialization:全局计算域初始化,单一计算域初始化于Domain中设置;Solver:求解单位(Solution Units)、求解控制(Solver Control)、输出控制(Output Control);Coordinate Frame:默认笛卡尔坐标系,可创建新坐标系统;Materials、Reactions:材料、化学反应;Expressions、Functions、V ariables:表达式、自定义函数、变量、及子程序;(3)Simulation Control:分析求解控制、及求解结构序列(Configuration)设置;(4)Case Options:显示、标示设置;3、CFS-Pre 文件类型:(1)Case File(.cfx):CFX-Pre数据文件,包括模拟物理学定义、计算区域设置、网格信息;(2)Mesh File:网格文件;(3)CFX-Solver Input Files(.def,.mdef):CFX-Solver输入文件,单一结构输入文件(.def);多结构输入文件(.mdef),需补充构造序列(Configuration Definition)定义文件(.cfg);(4)CFS-Solver Results File(.res,.mres,.trn,.bak):结果文件(.res单一结构,.mres多结构),多结构模拟.mres文件,同时可生成单一.res结果文件;中间结果文件(.trn瞬态结果文件,.bak备份文件),Output Control >> Trn Results、Backup设置;(5)CFX-Solver Error Results File(.err):CFX-Solver求解失败错误信息文件;(6)Session File(.pre):CFX-Pre录制CCL操作命令;(7)CCL File(CFX Command Language,.ccl):CFX-Pre保存CCL 命令状态文件,较Session File,仅对当前CCL命令操作状态保存。
稳态仿真流体力学仿真CFD(computational fluid dynamics)可分为稳态仿真(输入量恒定)和瞬态仿真(输入量随时间变化),其中瞬态仿真是在稳态仿真的基础上进行的,稳态仿真为瞬态仿真的初值。
这里我们首先进行稳态仿真,具体步骤为:一、软件启动1、单击开始---程序---Ansys14.0---Workbench(双击启动);2、双击屏幕左侧控制树中的CFX(因为我们的网格由外部导入,所以选择component systems中的cfx),此时在主窗口中显示CFX流程模块。
流程模块双击控制树中的cfx二、CFX-Pre1、双击流程模块中set up栏,进入CFX的前处理模块;2、首先导入mesh:左键单击File---Import---Mesh---文件project.cfx5,注意导入时单位为mm。
如下图:单击file单位选mm选中cfx5文件,注意文件类型为ICEM CFD3、定义血液:(1)控制树中的materials右键单击---Insert---material,输入名称blood(任定),(2)特性参数material properties设定中equation of state选value,摩尔质量molar mass(1.0千克每摩尔)、密度density (1.1克/立方厘米);比热容specific heat capacity选项的选择value,比热容specific heat capacity(4000焦耳/千克);transport properties选择动态粘度dynamicviscosity(选择value),值为0.0004Pa S;(3)单击ok运行。
如下图:特性参数material properties摩尔质量比热容动态粘度4、定义计算域条件:analysis type默认为稳态不用设定,直接设定default domain。
(1)双击控制树中的default domain图标,启动参数设置栏;(2)在基本设定basic settings中,在fluid1的material选择设定好的血液blood,其他值不变;在fluid models中热传递heat transfer (选择 none),湍流形式turbulence(选择稳流laminar)注:稳流与湍流的划分依据雷诺系数(/2000/4000/);在初始化initialization中选择domain initialization,在velocity type选择cartesian坐标系,并设定xyz 坐标为都为0米每秒,静态压选项选择automatic with value相对值 relative pressure定为0帕;(4)单击ok。
Ansys 高级流体动力学分析软件:CFX 介绍作为世界上唯一采用全隐式耦合算法的大型商业软件。
算法上的先进性,丰富的物理模型和前后处理的完善性使ANSYS CFX 在结果精确性,计算稳定性,计算速度和灵活性上都有优异的表现。
除了一般工业流动以外,ANSYS CFX 还可以模拟诸如燃烧,多相流,化学反应等复杂流场。
ANSYS CFX 还可以和ANSYS Structure 及ANSYS Emag 等软件配合,实现流体分析和结构分析,电磁分析等的耦合。
ANSYS CFX 也被集成在ANSYS Workbench 环境下,方便用户在单一操作界面上实现对整个工程问题的模拟。
特色功能∙先进的全隐式耦合多网格线性求解器 ∙收敛速度快(同等条件下比其他流体软件快1-2个数量级) ∙可以读入多种形式的网格,并能在计算中自动加密/稀疏网格 ∙优秀的并行计算性能 ∙强大的前后处理功能 ∙丰富的物理模型,可以真实模拟各种工业流动 ∙简单友好的用户界面,方便使用 ∙CCL 语言使高级用户能方便加入自己的子模块 ∙支持批处理操作 ∙支持多物理场耦合 ∙ 支持Workbench 集成 广州有道科技培训中心 ht t p ://w w w .020f e a .c o m客户价值∙能拥有从几何到网格到流体计算及后处理的整体解决方案 ∙前后接口丰富稳定,用户不用放弃原来熟悉的工具 ∙支持多物理场耦合,满足实际工程流体模拟需要 ∙能方便地加入自己编写的模型 ∙ Combustion and Chemical Reaction, 燃烧和化学反应模块。
在ANSYS CFX 的燃烧和化学反应模块中包含了多种工业常用的流体及固体材料,用户可以方便定义。
可以模拟单步和多步反应。
可以用EDM 或FRC 模型来模拟燃烧,ANSYS CFX 里对部分反应也自带小火焰库,可以用Mixture Fraction 进行模拟。
∙ Radiation,辐射模块此模块用来设定流/固体表面的辐射特性。
ANSYS CFX——流体动力学分析技术的开拓者产品关键字精确的数值方法快速稳健的求解技术丰富的物理模型旋转机械流动分析的专有特征先进的网格剖分技术发展历史CFX是全球第一个通过ISO9001质量认证的大型商业CFD软件,是英国AEA Technology 公司为解决其在科技咨询服务中遇到的工业实际问题而开发,诞生在工业应用背景中的CFX 一直将精确的计算结果、丰富的物理模型、强大的用户扩展性作为其发展的基本要求,并以其在这些方面的卓越成就,引领着CFD技术的不断发展。
目前,CFX已经遍及航空航天、旋转机械、能源、石油化工、机械制造、汽车、生物技术、水处理、火灾安全、冶金、环保等领域,为其在全球6000多个用户解决了大量的实际问题。
回顾CFX发展的重要里程,总是伴随着她对革命性的CFD新技术的研发和应用。
1995年,CFX收购了旋转机械领域著名的加拿大ASC公司,推出了专业的旋转机械设计与分析模块-CFX-Tascflow,CFX-Tascflow一直占据着90%以上的旋转机械CFD市场份额。
同年,CFX 成功突破了CFD领域的在算法上的又一大技术障碍,推出了全隐式多网格耦合算法,该算法以其稳健的收敛性能和优异的运算速度,成为CFD技术发展的重要里程碑。
CFX一直和许多工业和大型研究项目保持着广泛的合作,这种合作确保了CFX能够紧密结合工业应用的需要,同时也使得CFX可以及时加入最先进的物理模型和数值算法。
作为CFX的前处理器,ICEM CFD优质的网格技术进一步确保CFX的模拟结果精确而可靠。
2003年,CFX加入了全球最大的CAE仿真软件ANSYS的大家庭中。
我们的用户将会得到包括从固体力学、流体力学、传热学、电学、磁学等在内的多物理场及多场耦合整体解决方案。
CFX将永远和我们的用户伙伴一起,用最先进的技术手段,不断揭开我们身边真实物理世界的神秘面纱。
产品特色CFX是全球第一个在复杂几何、网格、求解这三个CFD传统瓶径问题上均获得重大突破的商业CFD软件。
使用ANSYSCFX进行流体力学模拟入门一、流体力学介绍流体力学是研究流体的运动规律以及液体和气体在外力作用下的行为的科学。
在工程领域中,流体力学模拟是一种有效的分析方法,可以预测和理解流体的行为,以帮助设计和优化流体系统。
在本文中,我们将介绍使用ANSYS CFX进行流体力学模拟的入门知识。
二、ANSYS CFX简介ANSYS CFX是一种流体力学模拟软件,它可以对各种流动和传热问题进行模拟和分析。
它利用计算流体动力学(CFD)技术,通过数值方法对流体力学问题进行求解。
CFX具有强大的求解器和后处理功能,可以模拟复杂的流体现象,并提供详细的结果分析。
三、CFD模拟基本步骤1. 几何建模:在进行流体力学模拟之前,需要创建一个几何模型,用于描述流体系统的形状和边界条件。
可以使用ANSYS DesignModeler等工具进行几何建模。
2. 网格生成:为了进行数值求解,需要将几何模型离散化为网格。
网格的质量和细度对模拟结果有很大影响,因此需要根据具体问题进行合理的网格划分。
ANSYS CFX提供了自动网格生成工具,也支持导入其他网格生成软件生成的网格。
3. 物理模型:根据具体问题,选择合适的物理模型和边界条件。
ANSYS CFX提供了各种模型和边界条件选项,如湍流模型、传热模型、流体材料属性等。
根据具体需求进行设置。
4. 数值求解:在设定好物理模型和边界条件后,可以进行数值求解。
ANSYS CFX提供了强大的求解器,可以根据设定自动求解流体力学问题。
求解过程需要进行收敛准则的设置,以确保数值计算稳定。
5. 后处理:模拟完成后,可以对结果进行后处理和分析。
ANSYS CFX提供了丰富的后处理工具,可以进行流场可视化、数据提取和结果分析等操作。
可以根据需求生成报告和图表,以帮助理解和解释模拟结果。
四、案例分析:CFD模拟流过汽车的空气流动以汽车流动为例,介绍使用ANSYS CFX进行CFD模拟的基本步骤和注意事项。
CFX 是全球第一个通过ISO9001质量认证的大型商业CFD 软件,是英国AEATechnology 公司为解决其在科技咨询服务中遇到的工业实际问题而开发,诞生在工业应用背景中的CFX 一直将精确的计算结果、丰富的物理模型、强大的用户扩展性作为其发展的基本要求,并以其在这些方面的卓越成就,引领着CFD 技术的不断发展。
目前,CFX 已经遍及航空航天、旋转机械、能源、石油化工、机械制造、汽车、生物技术、水处理、火灾安全、冶金、环保等领域,为其在全球6000多个用户解决了大量的实际问题。
回顾C F X 发展的重要里程,总是伴随着她对革命性的C F D 新技术的研发和应用。
1995年,CFX 收购了旋转机械领域著名的加拿大ASC 公司,推出了专业的旋转机械设计与分析模块—CFX-Tascflow ,CFX-Tascflow 一直占据着80%以上的旋转机械CFD 市场份额。
同年,CFX 成功突破了CFD 领域的在算法上的又一大技术障碍,推出了全隐式多网格耦合算法,该算法以其稳健的收敛性能和优异的运算速度,成为CFD 技术发展的重要里程碑。
CFX 一直和许多工业和大型研究项目保持着广泛的合作,这种合作确保了CFX 能够紧密结合工业应用的需要,同时也使得CFX 可以及时加入最先进的物理模型和数值算法。
作为CFX 的前处理器,ICEM CFD 优异的网格技术进一步确保CFX 的模拟结果精确而可靠。
2003年,CFX 加入了全球最大的CAE 仿真软件ANSYS 的大家庭中并正式更名为ANSYS CFX 。
我们的用户将会得到包括从固体力学、流体力学、传热学、电学、磁学等在内的多物理场及多场耦合整体解决方案。
ANSYS CFX 将永远和我们的用户伙伴一起,用最先进的技术手段,不断揭开我们身边真实物理世界的神秘面纱。
产品关键词发展历史● 精确的数值方法● 快速稳健的求解技术● 丰富的物理模型● 领先的流固耦合技术● 集成环境与优化技术● 专业的旋转机械流动分析模块● 先进的网格技术ANSYS CFX产品特色ANSYS CFX是全球第一个在复杂几何、网格、求解这三个CFD传统瓶径问题上均获得重大突破的商业CFD软件。
借助于其独一无二的,有别于其它CFD软件的技术特点,ANSYS CFX领导着新一代高性能CFD商业软件的整体发展趋势。
精确的数值方法和大多数CFD软件不同的是,ANSYS CFX采用了基于有限元的有限体积法,在保证了有限体积法的守恒特性的基础上,吸收了有限元法的数值精确性。
●基于有限元的有限体积法,对六面体网格单元采用24点积分,而单纯的有限体积法仅采用6点积分●基于有限元的有限体积法,对四面体网格单元采用60点积分,而单纯的有限体积法仅采用4点积分ANSYS CFX在湍流模型的应用上,也一直是业界领先的。
ANSYS CFX的湍流模型开发者Florian Menter等人提出的SST湍流模型的优异性目前已被业界广泛认同。
此外,ANSYS CFX最先开发了从层流到湍流的转捩模型(Transition Model )。
ConytolvolumeIntegrationpoints(IP)01ANSYS CFX01发动机缸内喷油涡流优异的并行效率(加速随CPU 数几乎线性增长)单CPU 收敛曲线ANSYS CFX 多CPU 并行收敛曲线和单机计算的收敛曲线几乎完全一致多CPU 并行收敛曲线快速稳健的求解技术ANSYS CFX 是全球第一个发展和使用全隐式多网格耦合求解技术的商业化软件,这种革命性的求解技术克服了传统算法需要“假设压力项-求解-修正压力项”的反复迭代过程,而同时求解动量方程和连续性方程。
再加上其采用的自适应多网格技术,ANSYS CFX 的计算速度和稳定性较传统方法提高了1~2个数量级。
更重要的是,ANSYS CFX 的求解器获得了对并行计算最有利的几乎线形的“计算时间-网格数量”求解性能,这使工程技术人员第一次敢于计算大型工程的真实流动问题。
ANSYS CFX 突出的并行功能还表现于它可以在混合网络上UNIX 、LINUX 、WINDOWS 平台之间随意并行,而且其收敛曲线在单CPU 及多CPU 计算时几乎完全一致。
丰富的物理模型A N S Y S C F X 的物理模型是建立在世界最大的科技工程企业A E A Te c h n o l o g y 50余年科技工程实践经验基础之上,经过近30年的发展,ANSYS CFX 拥有包括流体流动、传热、辐射、多相流、化学反应、燃烧等问题的丰富的通用物理模型;还拥有诸如气蚀、凝固、沸腾、多孔介质、相间传质、非牛顿流、喷雾干燥、动静干涉、真实气体等大量复杂现象的实用模型。
● 多相流:超过20年的多相流领域的经验,可以模拟多组分流动,气泡流,粒子流和自由表面流。
粒子输运模型可以模拟连续相内的一个或多种粒子流。
瞬态粒子追踪模拟能力,可以模拟火焰扑灭过程、粒子沉降和喷雾。
粒子破碎模型可以模拟液体颗粒雾化,捕捉粒子在外力下的破碎过程,并考虑相间的作用力,壁面薄膜(Wall film )模型可以考虑颗粒在高温/低温壁面的反弹、滑移、破碎等现象。
欧拉多相流模型可以很好地模拟相间动量、能量和质量传输,而且ANSYS CFX 中包含丰富的曳力及非曳力模型,全隐式耦合算法对于求解相变导致的气蚀、蒸发、凝固、沸腾等问题具有很好的健壮性。
MUSIG 多尺度颗粒模型可以模拟颗粒在多分散相多相流动中的破碎和合并行为。
利用粒子动力学理论和考虑固体ANSYS CFX 02低压蒸汽轮机非平衡湿蒸气流动燃料棒泡核沸腾现象模拟相之间的作用,可以模拟流化床内的流动。
在旋转机械领域ANSYS CFX 一直拥有最丰富的模型材料库,平衡湿蒸气和非平衡湿蒸气模型可以准确预测汽轮机流动现象,丰富的真实气体模型可以准确预测各种非理想假设下的流动● 辐射:广泛的辐射模型,从透明介质到参与辐射的非灰体介质。
可用于多个领域,包括燃烧,加热,通风和固体之间的辐射● 燃烧:不论在燃气轮机燃烧设计、汽车发动机燃烧模拟、膛炉内煤粉燃烧还是火灾模拟,ANSYS CFX 都提供了非常丰富的物理模型来模拟流动中的燃烧和化学反应问题。
ANSYS CFX 涵盖从层流到湍流,从快速化学反应到刚性化学反应,从预混燃烧到非预混燃烧的问题。
所有的组分作为一个耦合的系统求解。
对于复杂的反应系统能够加速收敛。
模型包括单步/多步涡破碎模型、有限速率化学反应、层流火焰燃烧模型、湍流火焰模型、部分预混BVM 模型、修正的部分预混ECM 模型,同时NOx 模型、soot 模型、Zimont 模型、废气再循环EGR 模型、自动点火模型、壁面火焰作用(Quenching )模型、火花塞点火模型也包括在内● 湍流:大多数的工业流动都是湍流。
ANSYS CFX 确立了湍流模拟的典范。
一系列SST 模型,加上自动壁面函数方程使得随着网格的细化模拟更加精确。
ANSYS CFX 引入了第一个商业化运用的转捩模型(Transition Model )。
Scale Adaptive Simulation(SAS)模型用于非稳态模拟,可以捕捉稳态无法捕捉的自然现象● 传热:固体和流体之间的传热在许多领域十分重要,ANSYS CFX 使用最新的技术求解三维空间的包括固体区域换热的流动。
隐式GGI 界面算法(通用交界面方式)可以在分界面网格不匹配的情况下精确模拟流体、固体之间的耦合换热、辐射换热等复杂共轭换热问题● 多孔介质:真实多孔模型能够捕捉速度和压力在交界面上的不连续性,使用动量损失模型能够更精确的模拟01ANSYS CFX 03●动网格:当流体模型包括几何运动-例如转子压缩机,齿轮泵,血液泵或者内燃机-就要求网格的运动。
运动网格的策略涵盖了每个可以想得到的运动。
特别是在流固耦合计算中涉及固体在流体中的大变形和大位移运动,ANSYS CFX结合ICEMCFD实现外部网格重构功能,用来模拟特别复杂构型的动网格问题并不会产生坏的网格单元,这种运动可以是指定规律的运动,比如汽缸的活门运动事件,也可以是通过求解刚体六自由度运动的结果,配合ANSYS CFX的多构型(Multi-Configuration)模拟,可以方便处理活塞封闭和边界接触计算。
而且,对于螺杆泵、齿轮泵这种特殊的泵体运动,ANSYS CFX开发了独特的浸入固体方法(immersed solids)不需要任何网格变形或重构,采用施加动量源项的方法来模拟固体在流体中的任意运动。
基于以上两种动网格策略,用户可以方便地解决任意复杂的动网格问题此外,ANSYS CFX为用户提供了从方便易用的表达式语言(CEL)到功能强大的用户子程序的一系列不同层次的用户接口程序,允许用户非常方便地加入特殊物理模型。
领先的流固耦合技术CFD网格借助于ANSYS在多物理场方面深厚的技术基础,以及ANSYS CFX在流体力学分析方面的领先优势,ANSYS+CFX强强联合推出了目前世界上最优秀的流固耦合(FSI)技术。
最新的双向FSI技术完整地考虑了结构和流场之间的相互影响。
由于ANSYS CFX采用基于有限元的有限体积法,使得流固耦合技术的开发和应用比其它CFD软件有着得天独厚的优势,ANSYS公司近两年来大力开发的这一技术目前处于同类技术中的领先地位,流固耦合技术的应用范围非常广泛,比如生物医学(动脉血管)、航天航空(机翼颤振)、土木工程(结构风荷载)等。
流固耦合技术在行业设计和生产中的重要性日益提高,使得设计师设计出来的产品材质更轻、使用更灵活、制造更容易,同时保证并提高了产品质量及可靠性。
04ANSYS CFX采用双向流固耦合技术模拟动脉血管中血液流动的脉冲问题。
生物医学通过这种无侵害研究方法能够更好地分析高血压产生机理,同时发觉一些潜在规律。
ANSYS CFX和SYSNIOSE耦合计算的风扇噪音问题流固耦合分析大体上分为单向耦合和双向耦合两种。
单向耦合可以通过下图中的T型连接器的例子说明,流体流动使连接器内部产生温度梯度,从而引起明显的热应力;然而,由于结构变形很小,对流体的影响不大。
因此,这就使得CFD求解和FEA求解独立进行,荷载数据由流体单向传递给结构。
在某些实际工况中,结构变形对流体产生的影响不可忽略,这就需要采用双向流固耦合技术。
双向流固耦合的行业应用例子非常多,例如航空航天中的机翼颤振、汽车引擎罩的振动问题、建筑桥梁中的风荷载、生物医学中的血管血液流动等。
诸如此类问题,ANSYS和CFX必须同步计算并且在两个求解器之间互相传递荷载数据。
ANSYS与CFX这种耦合方式的独特之处在于耦合过程中的数据交换是内部自动建立的,无需第三方的耦合软件。
ANSYS多物理场求解器提供了真正的双向流固耦合技术,针对运动/变形几何体进行稳态和瞬态分析。