FLUENT14雙向流固耦合案例

1、說明：本例只應用于以1上4版.本0。是年底新推出的版本，在該版本中，加入了一個新的模塊,目前只能用于與的雙向流固耦合計算。官方文檔中有介紹說以后會逐漸添加對其它求解器的支持，不過這不重要，重要的是現(xiàn)在終于可以不用借助第三方軟件進行雙向流固耦合計算了，個人認為這是新版本一個不小的改進。模塊及數(shù)據(jù)傳遞方式如下圖所示。一、幾何準備流固耦合計算的模型準備與單獨的流體計算不同，它需要同時創(chuàng)建流體模型與固體模型。在模塊中同時創(chuàng)建流體模型與固體模型。到后面流體模型或固體模塊中再進行模型禁用處理。?53陽珂）帥Tnara緬tSUucMBfExternCauplmg2瘴EngjnHTingOats#Znwurf

2、lStmeturd12GwrMy?誦GtoreUyGearntEiYmu細60妙Dot!7IdStemCoupirqs模型中的尺寸：由于流體計算中需要進行動網(wǎng)格設置，因此推薦使用四面體網(wǎng)格。當然如果擋板剛度很大網(wǎng)格變形很小時，可以使用六面體網(wǎng)格，劃分六面體網(wǎng)格可以先將幾何進行切割。這里對流體區(qū)域網(wǎng)格劃分六面體網(wǎng)格，固體域同樣劃分六面體網(wǎng)格。二、流體部分設置1、網(wǎng)格劃分雙擊單元格，進入模塊進行網(wǎng)格劃分。禁用固體部分幾何。設定各相關部分的尺寸，由于固體區(qū)域幾何較為整齊，因此在切割后只需設定一個全局尺寸即可劃分全六面體網(wǎng)格。這里設定全局尺寸為m劃分網(wǎng)格后如下圖所示。設置左側面為速度進口t右側面為自由

3、出流，上側面為壁面邊界，正對的兩側面為壁面邊界與（這兩個邊界在動網(wǎng)格設定中為變形域），設定與固體交界面為壁面邊界（該邊界在動網(wǎng)格中設定為類型）。操作方式：選擇對應的表面，點擊右鍵，選擇菜單，然后輸入相應的邊界名稱。注意:會自動檢測輸入的名稱以使用對應的邊界類型，當然用戶也可以在進行類型更改。完成后的樹形菜單如下圖所示。點擊進入動網(wǎng)格設置面板。如下圖所示，激活動網(wǎng)格模型。點擊進入動網(wǎng)格設置面板。如下圖所示，激活動網(wǎng)格模型。iB白.ProjectModel(B3)-丿妊1Geametry由.拌由solidiXSolidvelocityjnletoutflowwall_side_hzwall_sid

4、ezviall_topvueIlsj洛Caordi仃曰tsSystemsJ%CannectiansMesh“HesDominantHetliad向NamedSelectjans本部分操作完畢后，關閉模塊。返回工程面板。3進入設置主要進行動網(wǎng)格設置。其它設置與單獨進行仿真完全一致。設置使用瞬態(tài)計算，使用湍流模型。這里的動網(wǎng)格主要使用彈簧光順處理（由于使用的是六面體網(wǎng)格且運動不規(guī)律），需要使用命令打開光順對六面體網(wǎng)格的支持。使用命令動態(tài)層技術與網(wǎng)格重構方法在六面體網(wǎng)格中失效。因此，建議使用四面體網(wǎng)格。我們這里由于變形小，所以只使用光順方法即可滿足要求。參數(shù)使用彈簧光順方法。設置參數(shù)彈簧常數(shù)0.，6

5、邊界節(jié)點松弛因子0.。6如下圖所示。Smoodiing|Layering|Remeshing|MetiiodaSpringjLaplaoe/BoundaryLayerDiffusionParameters、運動區(qū)域設置主要包括三個運動區(qū)域：流固耦合面、兩側的面。其中流固耦合面運動方式為,兩側壁面運動類型為。設置最小網(wǎng)格尺寸，最大網(wǎng)格尺寸，最大扭曲率0.。6如下圖所示（點擊查看大圖）。雙擊單元格，進入面板。點擊,如左下圖所示。MMASbJMHTl3WICw*Tfecnrih|Wf*Hmm1rMt廠|汕il16m-口LUtW訕、其它設置包括求解控制參數(shù)設置、動畫設置、自動保存設置、初始化設置、計算

6、時間步及步長設置等。與單獨使用沒有任何差異。迭代參數(shù)設置如下圖所示。RunCalculationCheck.Case.PreviewMeshMotion.TimeSteppingMethodTimeStepSize(e)Fixed0.01ElSettings.NumberofTimeSteps100I!雙擊單元格，進入面板。點擊,如左下圖所示。OptionsExtrapolsteVari曰bl亡sDataSamplingfarTimeStatistusQSamplingOptions.TimeSampled(GSamplingIntervalProfileUpdateInterval關閉n返回

7、工程面板。20IAI1FlMawIterations/!inleStepRepcrtingInterval二、固體部分設置1、材料設置雙擊單元格進入固體材料設置。這里保持默認的結構鋼。彈性模量,泊松比0.。3需要注意的是材料特性決定了變形，因此對于剛度小的材料可能會存在大的位移，在流體求解器中動網(wǎng)格設置時需要加以關注。點擊回到工程面板。2、網(wǎng)格劃分及進行約束雙擊單元格進入固體網(wǎng)格劃分模塊。設定網(wǎng)格尺寸劃分網(wǎng)格。添加流固耦合面及固定邊界約束。設置分析參數(shù)，時間步長設置為，總時間為s如下圖所示。-StepCenfcroljNumberOfSteps1.CurrentStepNumtwr1.EndT

8、ime1.5Autoime-SteppingOffDefineByTimeTimeStepLe4XJ25TimeIntegrationOn-Solver-CoriifcrclsSolverTypeProgramControlledWeak5-pringsPrgrannControlledLargeDel-ectionOn設置完畢后，關閉返回工程面板。右鍵單擊單元格，選擇進行更新。三、設置1、設置時間耦合A1日圄SystEmCoupling2日2蟄Setup3通AnalysisSettings4日_(Participants5圄FluidFlowFLUEMT)&曰Bkegions7wallsid

9、ehz3Qwallside上gwall-top100walls1110wall-salid-fluid在彈出的面板中設置為s設置為,如右上圖所示。A1E1PropertyValue2AnslysisTy口色Transient:3-InitializatonControls4CouplingInitializationProgramControlled二5-DuratonControls6DurationDefinedByEndTim亡7EndTime18-StepControlsgStepSizeo.ai10MinimumIteration1liMaximumIteration5、設置耦合面點

10、選的同時選擇固體與流體中的耦合面名稱，點擊右鍵，創(chuàng)建流固耦合面。如下圖所示。通過點擊工具欄上的按鈕進行流固耦合計算。通過點擊工具欄上的按鈕進行流固耦合計算。-AZSetup3碣AnalvsSettings斗&Participants按性匚tl鍵嚨合面，然5曰FluidFlowFLUENT)后點右擔，createdata6日Q妲阮tmncfpr7Qwallsidehra-孚wallsidelz9丘VLalltDp10丘涸Is11wall-solid-fluid12H屈TransientStructural13日Regions14FluidSolidInterfaceHlCreateDataTra

11、nsfer15?匕DtaTransfers16日自EsecutisnControlExpandAlCollapseAll17Ca-Sim.Sequence13自DebugOutput19曰IntermediateResultFilesOutput點擊單元格，在彈出的編輯面板中設置各求解器的啟動順序。設置為，為。如下圖所示。AE1ParticipantSequence2FluidFlawFluent)1J3TransientSiru匚tu日12d、進行流固耦合計算臭h-WKcirkHmc%An125翻irmmscnx?ftxiiS3s（）n#4MPWhidliitEdnE15tJl&a4aTr-msErt曙01aatsP-SFS?MDuti