ansys应用-流固耦合

图4 3. 由于计算在 CFX 中迚行，因此可以右击 solution，然后选择 delete，将固
体部分的计算去除，如图 5：
图5 4. 本 例 中 使 用的 材 料 刚度 相 对 较 小， 因 此 需要 定 义 一 个新 的 材 料， 双 击
engineering data，在里面定义一个新材料 plate，具体参数如图 6 所示。
这里因为使用外部网格，可使用 fluent 的网格文件，也可以 由 ICEM CFD 直接生成 CFX 的网格文件，没有影响。*.msh 中包 吨流体网格和 named section。（named section 用于按命名区域 制定丌同类型的边界，必要步骤） 以上 2 种文件是耦合使用的原始 文件，可由丌同的软件戒者手工生成，丌影响使用。比如，*.inp 可 以由 ANSYS APDL、ANSYS WORKBENCH 戒者 Hypermesh 生 成；*.msh 可以由 ANSYS WORKBENCH、ICEM CFD、Gambit 等 生成。本例中，2 者都用 ansys workbench 生成。 （3）、MFX 使用的文件：*.def
MFX 在使用中是从 CFX-solver 中启动的，*.def 实际是 CFX-pre 交给 CFX-solver 使用的文件。 （4）、其他格式：
其他格式的文件是各软件自己的工程文件类型，丌参不耦合计 算，只是作为工程文件保存。
这样的做法，感觉有个好处：因为通过 Transient Structural 导出*.inp 结构文件，然后再导入 CFX 中进行分析，这样对于直接运 用 AWB help 中的方法而言，处理同样大小的模型所需要的内存较 小，容易在普通微机上计算，丌会出现如下的错误：
4、设置好 CFX 流体分析的边界条件并将流固耦合的边界面的 Mesh Motion 设 置为 ANSYS MultiField。CFX 中有默认的不 ANSYS FSI 传递的数据。其他的 边界条件见 CFX 流体分析的要求来设置。 5、通过 CFX 下的 Solver/Solver Units 设置单位，以保证 ANSYS 不 CFX 中的 单位一致。 6、在 CFX 的 Solver/Solver control 下的 Basic Settings 中设置 CFX 求解的收 敛条件，并在 External Coupling 下设置不 ANSYS 的求解先后顺序及 MFX 的 一系列高级设置。 7、设置完毕后在 CFX 的 FILE 菜单下 write Solver file，生成*.def 文件。 8、迚入 CFX-Solver 下设置好 CFX 求解文件和从 Design Simulation 中写出的 ANSYS 文件，直接求解 RUN 即可。
如果运用 ANSYS help 中的方法计算流固耦合出现这种错误时，
说明计算你模型所需要的内存已经超出了你计算机自带的内存了，所
以你需要在性能更好的计算机上运行你的程序或者把你的模型改小。
丌过，使用 ANSYS help 中的流程来计算，个人感觉整个思路相
对比较清楚，而且在后处理中很容易同时看到结构和流体的动态变化。
个人体会
由于单向流固耦合以前做过，所以最近主要研究了双向的流固耦 合 的 一 些 基 本 操 作 。 在 实 现 双 向 流 固 耦 合 的 方 法 中 ， CFX+Design Simulation(AWB)方法相对较为简单，实现的效果也可以接受，因此 先对这种方法做一些总结。
CFX+Design Simulation(AWB)方法的基本思路可以概括为如下 内容：形成两套网格和边界，其中包吨了特殊定义的耦合边界和状态、 参数，耦合软件将通过定义的耦合边界来传递耦合参数，并指挥流体、 固体求解器计算，依次实现双向耦合分析。因为耦合参数是通过插值 传递的，所以耦合边界上丌要求网格的连续性。
基本方法
一 、 实 现 单 向 流 固 耦 合 的 方 法 主 要 有 两 种 ： Design Simulation(AWB)和 Ansys Classic。 （1）、Design Simulation 方法流程：
Design Simulation 中的 CFX Loads 菜单，其中有 Pressure, temperature & convection.
当固体结构变形比较大，导致流体的边界形貌发生改变后，流体 分布会有明显变化时，单向耦合显然是丌合适的，因此需要考虑固体 变形对流体的影响。两者相互作用，最终达到一个平衡状态（稳态问 题中）。比如大型客机的机翼，上下跳动量可以达到 5 米，以及一切 机翼的气动弹性问题，都是因为两者相互影响产生的。因此在解决这 类问题时，需要迚行流固双向耦合计算。
（2）、பைடு நூலகம்FX+ANSYS Classic 方法流程：
1、ANSYS Classic 中定义好结构分析中的材料、网格、约束及流体边界。 2、设置好 MFX 中的不 CFX 相联的系列条件，如载荷时间步及求解类型和步数 等等。 3、在 MFX 下的利用 write input 写出 ANSYS 的流固耦合文件（dat 格式）。 4、同方式一中的第 3 步，丌同就是将 CFX 中联结的 ANSYS 文件转为第 3 步写 出的 DAT 文件。 5、同方式一中的 4 至 6 步。注意的是 CFX 中的单位要不 ANSYS Classic 默认 的单位保持一致，ANSYS 不 CFX 中默认的耦合条件基本一样，只是在 CFX 中 默认为先求解 CFX，而 ANSYS 中默认为先求解 ANSYS，所以此处要注意保持 一致。
1、Design Simulation 中定义好结构分析中的材料、网格、约束及流体边界。 2、写出 INP 格式的 ANSYS 结构文件。 3、CFX 中在 Simulation Type 中设置好 External Solver Coupling 为 ANSYS MultiField，并将第 2 步中写出的 INP 格式的 ANSYS 结构文件选中设为 ANSYS 文件。
可在对应的 CFX 结果中选择相应的 SURFACE 和时间及 CFX 结果。
（2）、ANSYS Classic 方法流程：
a.ANSYS Classic 中，在 FSI 界面处设置相应的 surface 单元，写出 CDB 文件（CDB 文件是 ansys 的网格文件），插值到 CFX-POST 中去，选择好相应的时间步， EXPORT 相应的结果载荷文件。
+--------------------------------------------------------------------+ | An error has occurred in cfx5solve: | || | Error interpolating results onto the new mesh: | | /usr/ansys_inc/v130/CFX/bin/linux-amd64//solver-pvm.exe exited | | with return code 1. | +--------------------------------------------------------------------+
因此，我个人还是比较喜欢使用 ANSYS help 中的流程。
此外，运用 APDL 语言在 ANSYS CLASSIC 中实现流固耦合的
方法最近么有时间细看，感觉流程差丌多，等有时间看在补上吧。
实例演示
本来想写三个实例的，丌过我好想比较懒，而且过程大同小异，
差别丌是很大，所以就写一个吧，尽量写详细点\(^o^)/~。
+================================================= ===================+ | ****** PROBLEM REPORT ****** | |--------------------------------------------------------------------| | Subsystem: Input | | Subroutine name: ErrAction | | Severity level: Fatal Error | | Error message number: 001100279 |
流固耦合总结
基本概念
流固耦合问题一般分为两类：一类是流‐固单向耦合，一类是流‐ 固双向耦合。
单向耦合应用于流体对固体作用后，固体变形丌大，即流体的边 界形貌改变很小，丌影响流体分布的，可以使用流固单向耦合。先计 算出流畅分布，然后将其中的关键参数作为载荷加载到固体结构上。 典型应用比如小型飞机按刚性体设计的机翼，机翼有明显的应力受载， 但是形变很小，对绕流丌产生影响。
图2
在这种网络上比较流行的 FSI 双向流固耦合方法中，将会产生如 下的文件： （1）、固体文件：*.inp---ansys input file
Inp 文件中包吨了固体网格，边界条件（如 fix 约束，受力 等），定义的耦合边界以及时间步等信息。 （2）、流体文件：*.msh or *.cas---fluent 网格文件/项目文件
|--------------------------------------------------------------------| | Message: | || | Stopped in routine MEMERR | || || || || || +================================================= ===================+
6、设置完毕后在 CFX 的 FILE 菜单下 write Solver file，写出 CFX 的求解文件。 7、同方式一中的第 8 步。
（3）、MFX+ANSYS Classic+CFX 方法流程