搜索ABAQUS流固耦合（FSI）分析
2016-12-27 by:CAE仿真在线 来源:互联网
ABAQUS被广泛地认为是功能最强的有限元软件,不仅可以分析复杂的固体力学结构力学系统,并且可进行流体、传热、多孔介质计算,特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。利用其自带的耦合模块可以不用借助第三方软件可以方便的进行流固耦合分析。本文就以一个简单的管道流动耦合分析来说明如何在ABAQUS进行流固耦合分析。
1、问题描述
几何模型如图所示“U”型管道,进口速度为1m/s,管道材质为钢,流体介质为空气水。几何模型如图所示
图1计算模型示意图,A、结构于计算几何模型;B流体域计算几何模型
水在流经管道时会对壁面产生压力,是的管道避免变形,反过来变形的管道壁面也会影响流场的速度、压力等分布。系计算的目的在于求解流场信息和管道壁面的变形、应力分布,流体进口和出口边界出结构边界条件为固定点(A中所标出的面),内壁面为流固耦合面,外壁面为自由面。
2、分析步建立
在ABAQUS6.13中按照如图所示建立流体和结构分析步,分别命名为“structure”和“fluid”。
然后导入分别导入几何模型,建立材料,关联材料,组装几何实体,划分网格,注意流固耦合面不必创建边界条件。如图2所示,流体域与固体域的网格示意图。
图2计算网格示意图A、流体域网格;B、固体域网格
网格建好之后分别新建立SETP分析步(本例中参数采取默认),打开湍流模型选择S-A,参数采取默认,湍流黏度取0.001、建立边界条件。进来Interactions边界,选择固体域与流体域的耦合面。
图3流固耦合面设置示意图A、固体域设置;B、流体域设置
最后在流体域设置湍流涡黏度初场,如图所示。
图4湍流初场设置
3、耦合分析建立
在树形模型下选择Anslysis-—co-executions,点击右键Creat,在Model Name中依次选择流体和固体计算,其余参数采取默认,点击OK,如图5所示,然后提交工程,进行求解如图6所示
图5耦合分析步建立
图6数据监视如图
4、结果分析
4.1流体域结果
图7不同时刻流体域压力分布、流线
4.2固体域结果
图8不同时刻应力分布(上)、变形位移分布(下)
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