基于Ansys12.0的Workbench血管流固耦合之最详尽小火车之旅
ansysworkbench结构热耦合教材
标题：深度解析ANSYS Workbench 结构热耦合教材在工程领域，ANSYS Workbench 结构热耦合是一个非常重要而复杂的主题。
它涉及到结构分析和热传导的耦合问题，在工程实践中有着广泛的应用。
本文将对ANSYS Workbench 结构热耦合教材进行全面评估，并共享个人观点和理解。
1. 教材概述ANSYS Workbench 结构热耦合教材是针对结构分析和热传导耦合问题而编写的教材，它包含了理论知识与实际应用相结合的内容。
教材以简洁清晰的语言，系统地介绍了ANSYS Workbench 中结构热耦合分析的基本原理、方法和操作步骤，并通过大量的例题进行了详细演示与讲解。
2. 主题深度探讨在教材中，对结构热耦合分析的基本原理和数学模型进行了深入讲解。
通过对热传导方程和结构强度理论的介绍，使学习者能够了解结构受热载荷作用下的变形和应力分布规律。
教材还涵盖了ANSYS Workbench 中热-结构耦合分析的建模和网格划分技术，使学习者能够掌握仿真分析的关键技术。
3. 教材回顾与总结ANSYS Workbench 结构热耦合教材通过丰富的案例分析和实例演示，帮助学习者深入理解了结构热耦合分析的实际应用。
从简单的热传导问题到复杂的结构热耦合分析，教材覆盖了多个领域和行业的案例，为学习者提供了丰富的学习资源。
通过总结与回顾，学习者可以全面、深刻地领会结构热耦合分析的理论与实践。
4. 个人观点与理解在学习和掌握ANSYS Workbench 结构热耦合教材的过程中，我对结构热耦合分析有了更深入的理解。
通过教材的系统学习，我认识到在工程实践中，结构热耦合分析能够为工程设计和优化提供重要依据，尤其在高温场、冷却系统、电子器件等领域有着广泛的应用。
我也意识到结构热耦合分析需要综合考虑材料性能、热载荷和结构强度等多个因素，需要综合运用结构分析、热传导分析与ANSYS仿真技术，具有一定的复杂性和挑战性。
总结而言，ANSYS Workbench 结构热耦合教材涵盖了结构热耦合分析的基本理论与实际应用，是学习者系统学习结构热耦合分析的重要参考资料。
基于ANSYSWorkbench的数控车床主轴系统热_结构耦合分析
e
式（ 6 ） 中 Μ1 为和轴承载荷大小、 滚动体和滚道间接触 弹性变形量及滑动摩擦有关的摩擦力矩分量 ， Μ1 的计 算公式如下：
Μ 1 = f1 p1 d m （ 7）
∑［K］ ∑ ｛ P｝ + ∑ ｛ P｝
e
e
（ 2）
e T
（ 3）
e
Μ2 为与速度有关的选项， 它反映润滑剂的流体动力消 Μ2 的计算公式如下： 耗， （ 1 ） 当 vn ＞ 3. 33 × 10 －5 m2 ·r / s2 时：
e e 点位移｛ ｝ T 及温升｛ ΔT｝ ， 计算获得总应变｛ ε｝ 及热变 最终热应力表达式为： 形｛ ε｝ T ，
d3 m
（ 8）
（ 2 ） 当 vn ＜ 3. 33 × 10 －5 m2 ·r / s2 时：
M2 = 160 × 10 6 f0 d3 m （ 9）
｛ σ｝ = ［ D］ （ ｛ ε｝ － ｛ ε｝ T ）
尺寸； v 为运动粘度； ΔT 为流体与壁面温差。
2011 年 7 月 3． 3
何
俊， 等： 基于 ANSYS Workbench 的数控车床主轴系统热结构耦合分析
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材料属性设置 在 ANSYS Workbench12 中重新添加床头箱， 轴承
由上图可知， 主轴最高温度发生在主轴前端轴承 安装处达 52. 09℃ ， 后端轴承安装处温度达 48. 15℃ ， 箱 前后轴承温升不一致， 体温度较低且温度分布不均匀， 最大温升为 32℃ （ 空气温度假设为 20℃ 情况下） ， 从温
· 20·
组合机床与自动化加工技术
第7 期
其热变形， 同时计算主轴不同转速条件下对主轴系统 产生的温升及热变形的影响， 最后得出相关结论。
基于ANSYS Workbench的风力机流固耦合分析
基于ANSYS Workbench的风力机流固耦合分析周海栋;张艳伟;王博超;庞伟【摘要】利用ANSYS Workbench软件对2 kW的风力机进行流固耦合分析,得到风场风速、叶片所受风压、叶片变形、应力应变等有限元分析结果.同时对叶片本身、叶片在风场中静止及旋转情况下进行模态分析,并进行比较.ANSYS已将流体软件CFX整合到Workbench中,利用Workbench对风机进行流固耦合分析可在软件内部完成多物理场数据传递,方便实用.得到的风场信息、叶片应力云图及叶片的模态分析为叶片的优化设计及研发工作提供直接数据,从而减少产品开发周期,降低开发成本.%Fluid-solid coupling analysis of wind turbine is carried out by ANSYS Workbench.The wind speed,pressure,the blade's deformation,stress and strain are obtained.Modal analysis of the blade itself and the blade in wind field with or without rotation are carried out and compared.With the CFX integrated into Workbench,it is convenient for internal data transmission between multi-physics fields.The information about the wind site,the equivalent stress of the blade and the modal analysis provide reference for the optimization design and further research of the blade.The development cycle is shortened and the cost of development is cut down.【期刊名称】《河北工业科技》【年(卷),期】2013(030)005【总页数】5页(P314-318)【关键词】风机叶片;有限元;流固耦合分析;模态分析【作者】周海栋;张艳伟;王博超;庞伟【作者单位】河北工程大学装备制造学院,河北邯郸056038;河北工程大学机电工程学院,河北邯郸056038;中国石油天然气股份有限公司河北沧州销售分公司,河北沧州 062450;西山煤电集团官地矿,山西太原030022【正文语种】中文【中图分类】TK83叶片是风力发电机组的关键部件之一，它的设计直接影响到风能的利用效率。
最新ANSYS-Workbench-Fluent流固耦合传热及热结构分析ppt课件
• “它们所带给人类社会的恐惧，早已超越了人类认 知的界限和人类对科学成果的接纳空间”。
一、研究概况
• “嵌合体”是在生物界非常普遍的自然现象。 • 孪生子在同一个子宫中发育时会发生细胞交流，大多
(4)生产移植器官 人兔胚胎嵌合体：将来发育成某种特定器官，如能克 服免疫排斥反应，有望用于器官移植。
四、嵌合体研究存在的问题
1、嵌合体组织器宫的特异抗原性
在种内动物嵌合体制备过程中发现，不管是两种胚胎， 还是多种胚胎制成的嵌合胚胎，细胞间均能协调的 生长发育，不发生免疫排斥现象。但是，无论是进 行供体-供体、供体-受体动物间，还是进行嵌合体供体、嵌合体-受体动物间的组织或器官移植，均会 发生强烈的免疫排斥反应。
三、应用前景
(2)研究性分化机理
利用嵌合体可以研究性别分化以及参与性分化的细胞 及其规律。
(3)孤雌生殖
• 利用嵌合体技术，己获得了孤雌生殖小鼠。 • 铃木达行等（1998）通过聚合从日本红牛获取的卵
母细胞的孤雌生殖二倍体胚胎和用荷斯坦母牛卵母 细胞进行IVF的胚胎，获得2死1活3头嵌合体犊牛。
三、应用前景
三、应用前景
3.在动物生产中的应用
(1)人工制造有特殊经济价值的个体 对水貂、狐狸、绒鼠等毛皮动物，利用胚胎嵌合体技 术可以获得用交配或杂交法不能获得的毛皮花色类 型。
(2)种间移植 用于分析胎儿与母体的相互关系，如将斑马的受精卵， 移植到马体内生产斑马（拯救珍稀濒危动物）。
三、应用前景
(3)可作为外源基因的导入方法 把外源目的基因先导入干细胞，再通过胚胎干细胞介 导法将目的基因转入胚胎，这是转基因动物生产中基 因导入的一种重要手段。
基于ANSYS Workbench的液压管道流固耦合振动分析
基于ANSYS Workbench的液压管道流固耦合振动分析夏永胜;张成龙【摘要】以噪声试验台液压系统的折弯式管道为例,采用ANSYS Workbench进行有限元联合仿真,研究了流固耦合作用对管道振动的影响.仿真结果表明,流固耦合是引发管道振动的重要原因,在双向流固耦合作用下,管道的固有频率会明显降低.通过在合适位置增加卡箍约束管道,可以在不改变管系主要特征和管道结构的基础上,降低液压管道的流固耦合振动,最终实现减小管道的振动及降低噪声的目的.【期刊名称】《流体传动与控制》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】5页(P38-41,57)【关键词】流固耦合;液压管道;ANSYS Workbench;振动【作者】夏永胜;张成龙【作者单位】合肥工业大学机械工程学院安徽合肥230009;合肥工业大学机械工程学院安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】TH137汽车驱动桥中的主减速器要求工作平稳、无噪声，对主减速器进行噪声检测是保证产品性能的重要手段，实现这项工作的检验装备是噪声检测试验台。
在用噪声试验台进行主减的噪声检测时，试验台本身的振动及噪声必须控制在一定范围之内，这样测量的数据才能满足要求。
液压系统管道的振动会导致噪声污染，进而影响噪音试验台的整体性能。
因此液压管道应根据实际情况合理布置，并且采取一些有效的措施，以此来减小液压管道的振动。
压力管道内流体的流动会诱发管道振动，而管道的振动又会影响流体的运动状态，即压力管道系统中存在流体与管道结构之间的耦合振动[1]。
较强的流固耦合作用会造成液压系统中管道的振动和噪声污染，可以说液压管道中元件与液压油的流固耦合，是导致管道振动的根源之一。
以主减噪声检测试验台液压系统的某一折弯式管道为研究对象，验证了流固耦合作用对液压管道振动的影响，分析了其在振荡流体载荷的作用下管道的耦合振动特性以及相应振动控制措施，从而有效地降低了噪声试验台液压管道的振动与噪声。
ANSYSWorkbench流-固耦合计算方法解析
ANSYSWorkbench流-固耦合计算方法解析流-固耦合主要研究流体流动导致结构变形，而结构变形可能会影响流体流动。
基于ANSYS Workbench可以实现单向和双向流固耦合，而且可以处理结构发生大变形的双向流固耦合计算，流固耦合计算的典型应用包括，机翼颤振，管道振动，导线覆冰振动，含流体容器晃动，结构跌落入水冲击，柔性结构扰流振动等。
目前，ANSYS版本已经更新到了2023R1，各类流固耦合计算功能，更加完善，操作使用更加方便，对于流固耦合根据耦合方式可以分为：（1）单向耦合。
A场对B场有影响，而B场对A场没有影响，常见的问题就是热应力计算，一般的热应力计算中，只考虑温度对结构的影响，而忽律结构变形对温度场的影响；（2）双向耦合。
A场对B场有影响，而B场对A场也有影响，例如气动颤振问题，流场对结构的变形有影响，反过来结构变形也会影响流场。
ANSYS目前主要提供了四种流固耦合仿真策略：（1）Fluent+结构模块（稳态或瞬态）该方法可以完成各类稳态或瞬态的单向流固耦合计算，计算效率高，数据传递稳定，例如，各类流体载荷导致的结构变形和应力，结构在流体作用下的小变形振动等。
（2）Fluent+结构模块（稳态或瞬态）该方法在Fluent中完成流场求解，获得流场的压力；在结构模块（稳态或瞬态）完成固体场求解，获得变形，然后通过系统耦合器完成数据的交互传递，该方法，即可以完成单向流固耦合计算，也可以完成双向流固耦合计算，但是在同一时刻，只有一个场在求解，双向流固耦合的求解时间较长。
（3）基于LS-DYNA软件完成流固耦合计算LS-DYNA支持ICFD求解器与其自身的固体力学求解器之间的耦合。
ICFD求解器适用于五大行业多物理场应用：•汽车行业，LS-DYNA传统应用领域，ICFD可针对热-结构耦合的外部空气动力学分析提供解决方案；•制造行业，ICFD可应用于冷却相关分析，例如金属冲压，电池组的冷却等；•能源行业，尤其是风能行业。
ANSYS流固耦合分析成功的条件
ANSYS流固耦合分析成功的条件1.首先在建模和条件设置方面要按照这样的设置顺序：(1)选取流体单元，（打开keyopt（4）选项）,建立流体模型，注意此处挖去固体所占的空间，然后分区划分流体场网格（好像在ls_dyna里面不要挖去固体所占空间），注意靠近挖去空间的部分网格应该细小些，还有若要采用remesh在计算中重划网格，一定要使用三角形单元（所有流体场）(2)流体场模型建立完成后，首先要在流固耦合的边界上施加流体耦合标签FSI，然后在在流体场区域施加必要的边界条件，诸如位移约束，速度、压力等等。
然后设置求解流体场的时间步长、求解时间、流体属性,打开ALE选项（瞬态分析）网格重画属性等等(3)这样的工作完成后，进入/prep7，加入固体单元，设置固体材料属性，在挖去的部分建立固体模型，划分固体网格，在固体网格与流体场接触的固体边界上施加流体耦合标签FSI，注意要和前面的number相同。
(4)为固体实际必要的约束条件（看是固体推动流体还是流体推动固体）(5)设置固体求解的时间步长和求解结束时间(6)设置流固耦合属性，（看是固体推动流体还是流体推动固体），求解时间步长和求解时间，收敛准则，迭代次数等等。
(7)保存求解。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－总之，在流固耦合分析中，你最好要按着先流体后固体再耦合的属性设置顺序，流固耦合标签FSI要分别加在流固耦合边界的流体边界上和固体边界上，加在的顺序要按照上面所述。
在实际的建模中，流固耦合的边界上由于建模的原因会出现节点的重合现象，注意一定不要使用捏合节点的命令来将重合的节点变成一个，这个很重要。
固体单元一定要设置求解的时间步长和求解中止时间，时间步长一般和求解流体场和流固耦合的时间步长相等。
ALE＋remesh选项是解决瞬态流固耦合问题的一个很重要的方法，流固耦合一般要伴随着流体的形状改变和位置的移动，因此首先启动ALE选项使流体与固体的耦合边界保持一致并规则化流场内部由于挤压而畸变的网格，其次若网格畸变的过于严重，就要启动remesh选项重新划分网格单元。
基于Ansys Workbench的圆柱销接触分析
之相礼和热创作后面一篇基于Ansys经典界面的接触分析例子做完当前，很多冤家盼看了解该例子在Workbench中是怎样完成的.我做了一下，与大家共享，纷歧定正确.究竟这种东西，教科书上也没有，我只是按照本人的理解在做，有错误的地方，恳请指正.1．成绩描绘一个钢销插在一个钢块中的光滑销孔中.已知钢销的半径是0.5 units, 长是2.5 units，而钢块的宽是4 Units, 长4 Units,高为1 Units,方块中的销孔半径为0.49 units,是一个通孔.钢块与钢销的弹性模量均为36e6，泊松比为0.3.由于钢销的直径比销孔的直径要大，以是它们之间是过盈配合.如今要对该成绩进行两个载荷步的仿真.（1）要得到过盈配合的应力.（2）要求当把钢销从方块中拔出时，应力，接触压力及约束力.2．成绩分析由于该成绩关于两个坐标面对称，因此只必要取出四分之一进行分析即可.进行该分析，必要两个载荷步：第一个载荷步，过盈配合.求解没有附加位移约束的成绩，钢销由于它的几何尺寸被销孔所约束，由于有过盈配合，因此发生了应力.第二个载荷步，拔出分析.往外拉动钢销1.7 units，对于耦合节点上运用位移条件.打开自动工夫步长以包管求解收敛.在后处理中每10个载荷子步读一个结果.本篇只谈第一个载荷步的计算.3．生成几何体上述成绩是ANSYS自带的一个例子.对于几何体，它曾经编制了生成几何体的命令流文件.以是，我们首先用经典界面打开该命令流文件，运转之以生成四分之一几何体；然后导出为一个IGS文件，再加入经典界面，接着再到WORKBENCH中，打开该IGS文件进行操纵.（3.1）首先打开ANSYS APDL14.5.（3.2）然后读入曾经做好的几何体.从【工具菜单】-->【File】-->【Read Input From】打开导入文件对话框找到ANSYS自带的文件【OK】后四分之一几何模型被导入，结果如下图（3.3）导出几何模型从【工具菜单】】-->【File】-->【Export】打开导出文件对话框，在该对话框中设置如下即把数据库中的几何体导出为一个block.igs文件.【OK】当前该文件被导出.（3.4）加入ANSYS APDL14.5.选择【OK】加入经典界面.4．打开Ansys WorkBench，并新建一个静力学分析零碎.结果如下图导入几何体模型.在Geometry单元格中，选择Import Geometry -->Browse，如下图找到上一步所生成的block.igs文件.则该静力学零碎表示图更新如下.可见，几何单元格后面曾经打勾，阐明文件曾经关联.5．扫瞄几何模型双击Geometry单元格，打开几何体.在弹出的长度单位对话框内，选择米（Meter）的单位.然后按下工具栏中的Generate按钮如下图则主窗口中模型如下图可见，长方形的变长是2m，这与标题中给定的大小是同等的.然后加入DesignModeler，则又重新回到WorkBench界面中.6．定义材料属性然后在工具栏中选择“Return To Project”以前往到WorkBench 界面中.7．创建接触在主窗口中分别选择目的面，接触面如下然后对该接触的细节面板设置如下其中，（1）阐明接触类型是带摩擦的接触，摩擦系数是0.2，黑白对称接触（2）指明法向接触面的刚度因子是0.1.8．划分网格双击Model单元格进入到Mechanical中.在mesh上面拔出一个method，并设置该方法为Sweep method.在其细节视图中选择Geometry为两个物体.则ANSYS会对这两个物体按照扫描方式划分网格.在Mesh上面再拔出一个尺寸操纵，用于操纵钢销的两个直角边为3等分.在Mesh上面再拔出另外一个尺寸操纵，用于操纵钢销的1个圆弧边为4等分.按下Generate 后，则生成的无限元模型如下图.9．设置鸿沟条件设置四个面为对称鸿沟条件然后还要固定钢块的一个面此时模型树的结构如下图10．进行求解设置进行分析设置其中，（1）意味着只要一个载荷步，该载荷步也只要一个载荷子步，关闭了自动工夫步长，该载荷步结束的工夫是100.（2）的意思是打开大变形开关.11．求解在右键菜单中选择Solve进行计算.12．后处理检查总体的米塞斯应力如下图可见，最大的应力是0.46Mpa左右，而在经典界面中得到的最大米塞斯应力是0.29Mpa.这次要应该是由于两边的网格划分纷歧致所导致的.检查接触处的形态（只调查接触面）上面是接触处的渗出图可见，最大渗出量是4.78mm，这与经典界面中的异样有区别.下图是接触压力大致为0.26Mpa，异样比经典界面要大.可见，这里给出的各个应力都要比经典界面大，但是都在一个量级上，一样平常来说，这应该是网格划分不相反的结果.假如进一步细分网格，无论经典界面还是Workbench均应该收敛到同一个值.。
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承蒙“水若无痕”版主信任，我把我做过的血管流固耦合以小火车的形式发出来，与大家共同讨论学习。
首先概述一下：1：血管建的比较短，这样单元会少些，调试比较方便，但效果可能没官方视频的好看，但原理步骤没错就行
2：原来流体为自己建的Blood，为可压缩流体，我自己试了下，用Water也可以，所以就简化了建新材料这一步
3：我用的是Ansys12.0版本，我建的模型保存成多种格式，欢迎大家下载做着玩玩
01
A：首先打开Ansys Workbench 拖出各个模块，连接关系如下图：
02
B：可双击Engineering Data编辑材料，因为进入Ansys结构部分设置时候要用到血管材料，默认是结构钢，太硬了，所以要自己重新设材料，这点很重要！
03
C：单击我画的第一个大圈（左列），右击我画的第二个大圈（左列）——Duplicate，复制一个同种材料。
在复制的材料后面框里有链接，这个链接是链接到材料库的，右键把链接打断，我是这么做的。
如果双击Engineering Data看不到
我图中的界面的话，可以在主菜单中——View——Properties以及接下来的两个选项给选上就可以看见了。
改好材料后可以把对新材料重命名，用右键。
然后再主菜单上点击update project，材料就可以在材料设置里用了。
04
D：更改密度，杨氏模量，和泊松比。
重命名。
上一步给出了怎么保存修改结果
05
E：这个是Ansys model部分，这里是不需要用到流体部分的，不需要删掉，只要右键对它Suppress就可以了。
单击Pipe，可以在下面设置材料
06
F：对血管加约束，可以把两端完全约束，对称面部分在垂直面内不可运动，也可以所有平面部分都完全约束，这个没关系，都可以计算。
07
G：右键插入流固耦合面，当然就是流体固体接触面了
08
H：注意还要给出要Ansys求解什么量，我这里给出了要求V on mises和全部变形，然后要保存*.inp文件，这个就是进行流固耦合的Ansys部分求解文件，保存时如果Tools菜单下保存按钮不可用可以点一下下面的——solution，当然做这个之前保证各部分设好了：1）只有血管壁模型有效；2）划分网格，这个网格与流体部分是独立的，没有形状要求；3）施加约束；4）定义流固耦合面；5）设置Ansys求解项；最后保存就好了
09
L：打开CFX，由于是在Workbench下运行的，所以模型都是直接自动导入的（不包括Ansys结构文件），下图是我设置好的概图：
10
J：Analysis Type的设置，看我在图中画的圈，仔细设置，一般不会有错。
这里要设置为流固耦合瞬态分析，导入之前保存好的Ansys结构输入文件。
11
K：Default Domain设置，注意要选择材料
12
L：建立一个表达式，我的图里面建了三个，第一个是我建Blood材料用的可压缩材料的密度函数，为了简化，用水也可以，所以大家不用写这个。
只要第二个Pin，这是要用的一个脉冲压强，给血管一个脉冲。
建好后检查函数曲线——M 图。
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M：按下图设置，目的是为了查看压力脉冲信号
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N：上一幅图左下角的Plot Expression按钮显示压力脉冲曲线，图N左下角的Define Plot则可以退回上一步重新设置参数
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O：设置边界条件，入口设为Opening，参数用表达式，就是之前图L设的Pin，表示入口为压力脉冲
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P：出口也设为Opening，出口压力0Pa
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Q：对称面的设置 Symmetry
18
R：流固耦合面得设置，这个设置就是用来传递流体与固体的相互作用的
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S：初始化赋值
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T：求解控制设置，基本不需要改动，对照查看下
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U：求解控制设置２，请对照设置耦合控制步数
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V：求解输出项控制，这一步很重要，请看准要求解的三个参数，设置错误就得不到想要的结果
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W：设置监控，为了查看关心的参数在计算过程中的显示，个人认为不影响计算结果，自己设置。
以上全部设置完毕就可以保存设置计算了，不用另存，Workbench会直接将数据进行传递。
在Workbench中启动求解，不用多余的设置，直接求解。
求解完后进入下面的后处理部分。
24
POST-1：后处理部分，在Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ下直接打开后处理，结果会直接导入，勾选我画的圈，显示血管壁和对称面
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POST-2：1）：显示血管壁和对称面后，分别在对称面和血管壁上右键-Render-Show Mesh Lines 目的是显示网格；2）：分别在对称面上和血管壁上右击，对称面—Colour-Pressure显示压力图；血管壁-Colour-V on mises显示应力图。
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POST-3：在空白处右键-Deformation-2*Auto，目的是放大变形，因为实际的变形很小，放大后效果才会很明显
27
POST-4：查看各个时间步的变形结果，如果你看到对称面与血管壁同步变形的话，恭喜你，你已经完成血管的流固耦合了！
28。