Fluent案例|双向流固耦合
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本文摘要(由AI生成):
本文介绍了在Fluent中实现双向流固耦合的基本计算流程。首先进行了稳态计算,然后激活了Structural模型,定义了结构材料属性、固体区域以及相关的边界条件,定义了流固耦合计算所需的动网格区域,定义了动画,完成了双向流固耦合计算,并进行了计算后处理。计算模型为2D流体通道中包含有竖直方向的皮瓣,空气以30 m/s速度流过通道。本案例采用对称模型进行计算。
本案例演示在Fluent中实现双向流固耦合的基本计算流程。
注:本案例来自Tutorials文档。软件版本Fluent 2019 R3。
1 问题描述
2D流体通道中包含有竖直方向的皮瓣。流体通道长度10 cm,宽度4 cm,皮瓣高度1 cm,宽度0.3 cm。空气以30 m/s速度流过通道。本案例采用对称模型进行计算。![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061660635_c5wakx.jpg?imageView2/0)
2 稳态计算
本案例先利用脚本文件进行稳态计算。实际上稳态计算并非必须。- 以2D、Double Precision方式启动Fluent
- 如下图所示,设置Working Directory
- 激活选项Use Journal File,并选择使用脚本文件steady_fluid_flow.jou
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061667915_vzw6ej.jpg?imageView2/0)
3 耦合设置
3.1 General设置
- 进入General设置,如下图所示激活Transient选项
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061668625_da21ox.jpg?imageView2/0)
3.2 Models设置
- 双击模型树节点Models > Structure,如下图所示在弹出对话框中激活选项Linear Elasticity
3.3 Materials设置
- 如下图所示,修改材料aluminum的材料属性,设置密度为954 kg/m3,杨氏模量2e6 Pa,泊松比为0.35
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061657658_4yhbat.jpg?imageView2/0)
3.4 边界条件设置
- 如下图所示,确认边界flap_attach的位移约束为0
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061669638_hj6n1w.jpg?imageView2/0)
- 如下图所示设置边界default-interior:010,指定其边界条件为Intrinsic FSI
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061667387_p4ckwf.jpg?imageView2/0)
3.5 动网格设置
- 如下图所示,激活选项Dynamic Mesh及Smoothing,点击按钮Settings…打开设置对话框
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061669338_02mmm7.jpg?imageView2/0)
- 如下图所示在激活的对话框中激活选项Linearly Elastic Solid,采用默认参数
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061666803_93s29j.jpg?imageView2/0)
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061667152_qkljdk.jpg?imageView2/0)
- 相同方式设置边界symmetry.2, velocity_inlet.1及wall为静止区域
- 如下图所示设置边界default-interior:010-shadow为Intrinsic FSI
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061666421_ap6gqi.jpg?imageView2/0)
3.6 定义动画
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061670820_iyq3qz.jpg?imageView2/0)
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061660367_swuhzl.jpg?imageView2/0)
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061668392_4h92rw.jpg?imageView2/0)
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061671095_4u952w.jpg?imageView2/0)
注:可将time-step修改为iteration以观察更为光顺的动画
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061669105_nacoze.jpg?imageView2/0)
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061665911_uc8rbu.jpg?imageView2/0)
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061668832_eafzwf.jpg?imageView2/0)
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061669889_rc5jj4.jpg?imageView2/0)
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061670523_jallyv.jpg?imageView2/0)
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061666204_2ddfzv.jpg?imageView2/0)
3.7 求解计算
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061670215_26p1tp.jpg?imageView2/0)
注:可修改Number of Time Steps以延长计算时间。
4 计算结果
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061658038_g6xb22.jpg?imageView2/0)
![图片](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1712061660871_002jj1.jpg?imageView2/0)
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