一、 雙向流固耦合的特點
1.1雙向流固耦合都是瞬態分析,在單獨設置流體、固體瞬態分析特性外基礎上要統一流固耦合的時間步;
1.2雙向流固耦合需要考慮大變形問題,以及大變形帶來的網格變形問題;
1.3雙向流固耦合的步驟:流體分析設置-結構分析設置-求解計算-結果;
二、 workbench中的操作步驟(案例:血管和血管壁的耦合分析)
2.1開啓ansys-workbench,創建流固耦合工程,選擇路徑並保存。
2.2右擊Geometry,導入模型,雙擊Geometry進入DM,生成模型,此時模型是一個實體模型。
2.3 通過實體模型生成血管壁:選中實體模型外部的面,通過“concept-surface from face”生成血管壁
2.4 對模型進行重命名fluid, solid
2.5 改變壁面的法向方向,使之能夠選中血管內壁:選中外壁面,通過“tools-surface flip”實現法向翻轉。
2.6 雙擊mesh 進入FLUENT, 抑制固體(suppress solid),對流體進行網格劃分(mesh generate)
2.7 定義邊界。選中要定義的面,右鍵選擇 create name selection, 在selection name中填好名字,分別創建好入口,出口,耦合面,對稱面。更新mesh。
2.8雙擊setup,進入fluent系統。
2.8.1選擇瞬態。
2.8.2 選擇模型。
2.8.3自定義材料,並在單元區域環境中選擇材料。
2.8.4設置邊界條件。Inlet默認是速度入口,要改成壓力入口,這裏我們利用profile設置壓力入口。
Profile文件格式,可以存成記事本形式。圖中節點數應該是4,不是5。
讀入profile文件
設置入口壓力:bloodProfile
2.8.5 設置動網格,並採用線性彈性體。
2.8.6 創建動網格區域。
2.8.7 初始化
2.8.8 計算設置,關閉程序。
2.9 雙擊工程數據,定義血管壁的材料。
2.10 雙擊model進入mechanical。
抑制流體(suppress fluid)
設置固體的偏移位置到頂面
設定厚度和材料。
2.11 劃分網格
2.12 定義邊界條件
插入對稱面
選擇線條,修改對稱法向量爲Z軸。
插入固定面,選擇入口的三條線
插入流固耦合界面,選擇血管內壁
2.13 分析設置,關閉系統
2.14 打開系統耦合器
2.14.1 設置分析時間
2.14.2 創建流固耦合界面,並調整執行順序
2.14.3 求解
三、 查看流固耦合分析結果
3.1結構的變形
Solution 右鍵,選擇“insert-deformation-total”,total deformation右鍵,選擇“evaluate all results”
3.2查看受力情況
Solution 右鍵,選擇“insert-stress-equivalent”,equivalent stress右鍵,選擇“evaluate all results”