搜索ABAQUS流固耦合（FSI）分析
2016-12-27 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
ABAQUS被廣泛地認為是功能最強的有限元軟件,不僅可以分析復雜的固體力學結(jié)構(gòu)力學系統(tǒng),并且可進行流體、傳熱、多孔介質(zhì)計算,特別是能夠駕馭非常龐大復雜的問題和模擬高度非線性問題。利用其自帶的耦合模塊可以不用借助第三方軟件可以方便的進行流固耦合分析。本文就以一個簡單的管道流動耦合分析來說明如何在ABAQUS進行流固耦合分析。
1、問題描述
幾何模型如圖所示“U”型管道,進口速度為1m/s,管道材質(zhì)為鋼,流體介質(zhì)為空氣水。幾何模型如圖所示
圖1計算模型示意圖,A、結(jié)構(gòu)于計算幾何模型;B流體域計算幾何模型
水在流經(jīng)管道時會對壁面產(chǎn)生壓力,是的管道避免變形,反過來變形的管道壁面也會影響流場的速度、壓力等分布。系計算的目的在于求解流場信息和管道壁面的變形、應力分布,流體進口和出口邊界出結(jié)構(gòu)邊界條件為固定點(A中所標出的面),內(nèi)壁面為流固耦合面,外壁面為自由面。
2、分析步建立
在ABAQUS6.13中按照如圖所示建立流體和結(jié)構(gòu)分析步,分別命名為“structure”和“fluid”。
然后導入分別導入幾何模型,建立材料,關聯(lián)材料,組裝幾何實體,劃分網(wǎng)格,注意流固耦合面不必創(chuàng)建邊界條件。如圖2所示,流體域與固體域的網(wǎng)格示意圖。
圖2計算網(wǎng)格示意圖A、流體域網(wǎng)格;B、固體域網(wǎng)格
網(wǎng)格建好之后分別新建立SETP分析步(本例中參數(shù)采取默認),打開湍流模型選擇S-A,參數(shù)采取默認,湍流黏度取0.001、建立邊界條件。進來Interactions邊界,選擇固體域與流體域的耦合面。
圖3流固耦合面設置示意圖A、固體域設置;B、流體域設置
最后在流體域設置湍流渦黏度初場,如圖所示。
圖4湍流初場設置
3、耦合分析建立
在樹形模型下選擇Anslysis-—co-executions,點擊右鍵Creat,在Model Name中依次選擇流體和固體計算,其余參數(shù)采取默認,點擊OK,如圖5所示,然后提交工程,進行求解如圖6所示
圖5耦合分析步建立
圖6數(shù)據(jù)監(jiān)視如圖
4、結(jié)果分析
4.1流體域結(jié)果
圖7不同時刻流體域壓力分布、流線
4.2固體域結(jié)果
圖8不同時刻應力分布(上)、變形位移分布(下)
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