Fluent｜单向流固耦合

本文摘要（由AI生成）：

本文演示了利用Fluent的Structural求解器进行单向流固耦合计算的过程，包括几何与网格创建、Fluent设置、计算模型选择、材料介质添加、计算区域指定、边界条件设置、初始化及迭代计算等步骤。计算了薄板在流体压力下的变形和应力分布，并展示了固体区域位移、米塞斯应力及流体区域速度分布图。

本案例演示利用Fluent中的Structural求解器进行单向流固耦合计算。

1 几何与网格

如图所示的计算模型。流动腔体内包含有一个薄板。计算薄板在流体压力下产生的变形以及板上的应力分布。当板的变形量很小时，可以忽略板的变形对流体流场的影响，此时可以采用单向流固耦合计算。若板的变形大到会对流场产生不可忽略的影响，则必须使用双向耦合计算。

• 在SCDM中创建上面的计算模型，注意模型中包含有固体区域与流体区域，且设置固体与流体区域共享拓扑
• 划分计算网格，并对边界进行命名

2 Fluent设置

• 采用稳态计算

2.1 计算模型

• 采用Realizable k-epsilon湍流模型

• 结构计算采用Linear Elasticity模型

2.2 材料介质

• 添加材料water-liquid，固体材料保持aluminum不变

2.3 指定计算区域

• 指定流体区材料为water-liquid

• 固体区域材料介质保持默认

2.4 边界条件

• 指定inlet入口速度为5 m/s

• 指定固体区域边界top_solid为完全固定约束

• 指定边界fluid-solid-shadow的三个位移自由度为Intrinsic FSI，如下图所示

2.5 初始化

• 进行初始化计算

2.6 迭代计算

• 进行迭代计算

3 计算结果

• 固体区域位移分布如下图所示

• 固体区域米塞斯应力分布如下图所示

• 流体区域速度分布如下图所示

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