本文先容如安在Fluent中对单向和双向流固耦合（FSI）进行建模和仿真筹划。由于统统的流体与结构筹划都是由Fluent完成的，因此这种流固耦合又被称为“内置流固耦合”。在ANSYS系统中，流固耦总筹划还不错使用System Coupling模块及Mechanical模块联结Fluent来兑现。
1 模子先容及局限性Fluent内置的流固耦合（FSI）功能允许皆备模拟单向或双向的FSI问题。单向流固耦合问题假定只消流体侧认知过作用在结构上的流体压力对固体侧产生影响。由于莫得来自固体侧的响应信息，单向FSI模拟不错同期筹划流体流动和结构变形，也不错在流体模拟完成后单独筹划固体侧结构应力。但如若固体区域的变形对流体流场有较大影响，则必须通过在流体域中启用动网格而将其洽商为双向流固耦合。
结构方程求解存在以下局限性：
结构模子仅守旧以下网格类型：2D模子中只守旧四边形网格和/或三角形网格；3D模子中只守旧六面体网格、四面体网格、楔形网格和/或金字塔网格类型。精通固体结构筹划模子中不守旧多面体网格。FSI模子启动化和/或启动后，不允许替换网格。因为网格将被分割，况且在有限元分析的情况下不守旧后续的数据迁徙。然而允许再行分别流体区域，因为这不会影响固体区域的分别。流体与固体区域必须采用一致网格（共节点网格），且筹划区域被双侧壁面分开（即壁面与影子面）筹划区域中至少应该包含1个固体区域才智激活扣构筹划模子不守旧以下动网格选项：In-Cylinder、Six DOF、Contact DetectionIntrinsic FSI类型只可在Dynamic Mesh Zones对话框中选拔双侧壁面中相接流体域的那一侧壁面关于与固体区域相邻的壁面或介于固体和流体区域之间的壁面：惟一守旧位移和力的UDF宏为DEFINE_WALL_node_DISP和DEFINE_WALL_node_force。统统其他限制Profile文献或UDF（如DEFINE_PROFILE）将出错不守旧Shell Conduction结构模子与以下模子不兼容2D轴对称或轴对称模子网格自适应重迭网格网格morpher/optimizer英制或厘米-克-秒（CGS）单元FMG启动化自适应时辰步长结构模子不成在Workbench中的Fluent模块里启用线弹性结构模子只适用于应力载荷不杰出固体材料屈服强度的情况2 配置FSI模拟配置内置FSI模拟的手艺如下所述。精通这里只列出与结构模子酌量的手艺。用户还需要像普通通常界说其他配置（举例其他材质属性、限制条款、其他模子）。
注：在内置FSI模拟中，提议使用Double Precision求解器。
”基本使用手艺包括：
选拔模子树节点General，在参数面板中配置筹划为稳态或瞬态，况且凭据模子需要决定是否指定重力加速率选拔模子树节点Cell Zone Conditions指定固体区域参数关于双向FSI问题，提议先获取流体的稳态照管解，然后继续推行底下手艺来配置和运行结构模子诓骗模子树节点Models → Structure掀开结构模子配置对话框，在其中选拔使用Linear Elasticity或Nonlinear Elasticity选项。线弹性模子在筹划过程中结构刚度矩阵保捏不变，里面载荷与节点位移成线性关系。非线性弹性模子允许对几何非线性弹性进行建模，以便模拟实体单元区域中的大变形。图片
干涉模子树节点Materials，配置固体材料参数Youngs Modulus及Poisson Ratio如若念念要诓骗UDF界说作用在固体区域壁面节点上的位移或力，不错使用评释或编译的方式加载宏DEFINE_WALL_node_DISP或DEFINE_WALL_node_FORCE关于每个固体区域壁面， 招聘人才在限制条款配置对话框的Structure标签页下配置限制条款图片
Fluent中提供了4种类型的结构限制条款：
Stress Free。指定固体位移不受流体流动应力载荷的影响。
Node X-、Node Y-及Node Z-Force。指定固体位移由作用在节点上指定的力产生的。
Node X-、Node Y-及Node Z-Displacement。径直指定作用在固体节点上的位移。
Face Pressure。在固体壁面上指定面压力。
Intrinsic FSI。指定壁面位移是由流体流动的压力载荷引起的， 新闻资讯只可作用在固体域双侧面上。
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灵武市恩科地板有限公司在典型的Fluent模拟中企业文化，招聘人才对称限制条款作用于固体区域的壁面限制。然而在内置的FSI模拟中，此时应该使用壁面限制，然后妥贴地配置Structure选项卡。举例当对称平面为XY平面时，应将x和y标的位移指定为Stress Free，然后将z标的位移指定为0
关于双向FSI模拟，需要界说动网格属性以允许措置固体的变形区域。包括以下本体：激行径网格Smoothing，且选拔使用Diffusion或Linearly Elastic Solid关于触及到强FSI的问题(如流体与固体密度绝顶或大变形时)，在Dynamic Mesh任务页中启用Implicit Update选项，招聘人才并在Option对话框的Implicit Update选项卡中界说妥贴的参数为双侧壁面紧邻流体单元区域的一侧界说Intrinsic FSI动网格区域关于瞬态模拟，不错从Solution Methods任务页的Structure Transient Formulation下拉列表中进行选拔Newmark或Backward Euler以指定用于求解有限元半龙套方程的径直时辰积分法如若发现默许值不成产生令东谈主陶然的效果，不错修改以下配置：不错指定线性解算工具于结构模子筹划的解算依次。默许情况下使用双共轭梯度踏实（BCGSTAB）依次。这个依次在速率和健壮性之间取得了很好的均衡。如若使用BCGSTAB检测到发散，则不错使用广义最小残差（GMRES）依次进行迭代当作回退以增强线性解算器的鲁棒性，况且牺牲台将见告“fe-structure”方程正在踏实。如若发现残差品级下落逐渐，不错尝试使用以下文本高歌从默许值500加多最大里面迭代次数：define → models → structure → controls → max-iter如若BCGSTAB依次在里面迭代次数较多的情况下继续产生不陶然的残差，大要反复看到牺牲台音讯说正在使用GMRES回退，则不错将求解依次鼎新为GMRES依次。但GMRES的使用对内存的要求也更高。使用GMRES依次提议从最大迭代次数50脱手。共轭梯度法（CG）亦然可行的：诚然在某些情况下，它是最不庄重的依次，但由于其诓骗了线性系统中使用的矩阵的对称性，因此不错加速筹划速率方程式。若念念要鼎新求解依次，不错使用以下文本高歌define → models → structure → controls → amg-stabilization关于瞬态模拟，不错使用以下文本高歌修改结构模子筹划的数值阻尼因子：define → models → structure → controls → numerical-damping-factor?不错使用以下文本高歌启用显式流体结构相互作用劲：define → models → structure → expert → explicit-fsi-force?不错使用以下文本高歌将曹勇压力包含到流体结构相互作用劲中：define → models → structure → expert → include-pop-in-fsi-force?不错使用以下文本高歌启用包含粘性流体结构相互作用劲：define → models → structure → expert → include-viscous-fsi-force?若有必要，诓骗Solution → Monitors → Residual Edit..修改x-、y-及z-displacement 的默许残差标准（可选）诓骗Results → Surfaces New → Structural Point... 在固体分区内的感意思意思点处创建结构点曲面用于监视和讲解数据。精通关于双向FSI模拟，结构点曲面不一定在空间中保捏固定，但跟确实体区域的转移/变形，结构点曲面将继续暗意其原始单元。若要在此类结构点曲面上监视场变量，不错创建报表界说。举例不错诓骗Solution → Report Definitions New → Surface Report → Vertex Average... 监视并画图围绕结构点曲面的节点位移的极点平均值：启动化求解。精通关于标准启动化，不错指定启动X、Y和Z位移。为了保证结构模子文献的质料，在启用结构模子的情况下，在写入cas及dat文献时只守旧通用流身形状（CFF）（可选）关于双向FSI模拟，配置求解动画诓骗Solution → Run Calculation求解筹划。关于单向耦总筹划，不错先筹划流场，之后禁用流场筹划再进行结构场筹划。不论是单向耦合也曾双向耦合，都提议先筹划稳态结构再切换到瞬态筹划，这么不错幸免出现筹划发散筹划后措置 本站仅提供存储劳动，统统本体均由用户发布，如发现存害或侵权本体，请点击举报。