有限元分析丨湿模态分析（二）

最近账号收到一位同学后台留言，咨询湿模态分析，这位同学对我“寄予很大希望”，然而湿模态这玩意其实“我也不会”。虽然有心“帮助”，但真心担心指错路。

不会没关系，可以学习吗，于是我又翻出前段时间写的那篇湿模态文章。

什么是湿模态分析？

简单来说，不考虑周围流体影响而得到的模态为干模态，考虑周围流体影响，将流体计算结果耦合到固体结构得到的模态为湿模态。

什么时候需要考虑流体影响呢？

一个和尚挑着两个空桶去挑水，晃晃悠悠走一路，装满水以后，水桶晃悠幅度明显没有空桶晃悠幅度大。

这个现象可以用湿模态来解释吗？

水桶加水以后，水桶质量增加了，模态分析结果自然会改变。简单来说，如果不是装水，装相同质量的固体，这水桶晃悠幅度也是没有空桶晃悠幅度大的。挑水桶这个现象，是不足以说明考虑流体后，对模态分析结果产生显著影响的。

上篇文章只写管内流体，落下了一点，周围流体介质，不仅仅是固体结构内的流体，固体结构外流体也是会对模态结果产生影响的。

开篇提到的同学，简单说了一下他分析的内容。

额，钻井？距离我工作内容那真是相当遥远。这位同学可能是被自己的问题弄崩溃了，才会请教我这个门外汉…

考虑管内液体、考虑管外液体，管湿模态分析。

几何模型：外径20mm，内径18mm，壁厚1mm，长度2000mm结构钢管。

抽取管内为流体，在外部建立大尺寸流体域，在sc中设置几何模型共享。

案例1：考虑内流场的湿模态分析

案例2：考虑外流场的湿模态分析

计算结果对比

小结：不论是内流场还是外流场都会对模态结果产生影响；

相同阶数，考虑流体后，模态固有频率会下降；

模态阶数越高，干湿模态固有频率差异越大，说明高频振动对管动态特性影响大。

再写湿模态分析有一点体会：

1、没有工程应用、只依靠纯理论分析，对工程师来说是没有意义的。

工程师做分析是“强”结果为导向（甚至有时只看结果）；

而科研工作者/学生是“弱”结果为导向（更关注理论求解过程）。

前段时间和某单位人员聊天，得知他们做模态分析，是需要自己解耦，也是佩服！

2、不了解项目应用背景和使用情况，只会做分析软件操作，对科研工作者/学生是提供不了什么“有效”帮助的。

以我自己为例，在“帮助”这位学生时，我一直是比较退缩的，钻井钻柱这些对我来说完全是新名词，我是不了解工作过程和工程应用中的问题，自然会畏手畏脚。

而这位学生被软件使用困住，错误操作出现的离谱结果让他陷入困境，其实相比问我，可能他的老师/同学可以提供更合理、靠谱、高效解决方法。

3、做CAE从理论开始VS从工程开始？

这个问题一直是困扰我的问题，甚至我在写这段文字我依然没有答案。

以我自己为例，经常吐槽自己是个软件操作工，没灵魂的那种。

结构分析我是半路出家，理论基础嘛，空空泛泛，工程经验嘛，更是空空泛泛。

这几年开始有点觉醒意识，开始看工程，看理论。

对于高校学生来说，扎实的理论永远都是YYDS，设计工程师的丰富的经验也是niubility。就怕只是个半吊子…