1 方法介绍
在使用ANSYS的Fluent和Mechanical进行单向流固耦合时,通常会将Fluent计算得到的壁面压力值,传递给Mechanical进行结构应力计算。
那么对于壁面压力的传递,以下两种方法是比较常用到的:
方法1:Fluent自动导出数据给Mechanical
方法2:CFD-Post手动导出数据给Mechanical
方法1中,比如可以在ANSYS Workbench中,使用Fluent计算完成后,可以将它的Solution连接到结构静力学模块的Setup中,就可以实现将流体壁面的压力值传递给结构模型,这是一个典型的单向流固耦合流程。
方法2是使用CFD-Post,将壁面的压力数据导出,形成一个csv文件,然后将这个csv文件通过外部数据导入的方式,传递给结构静力学模型。
2 案例实战
以下通过一个简单的管道案例,使用方法2,来简述数据传递的过程。
(1)几何模型
分别建立了管道的固体模型,和管道内部的流体域模型。
(2)流体模型准备
进行CFD计算前,可以将固体部分抑制掉,只使用到流体域部分。
(3)边界命名
做好流体域的边界命名工作,包括两个入口(in1和in2)、一个出口(out),流体域和固体域的交界面(fluidinterface),在后处理中,就需要通过这个fluidinterface面,将这个面上的压力值传递给结构模型。
(4)fluent计算及后处理
在fluent中,给两个入口分别设定一个流体的流速值,就可以计算得到流体域中,这个fluidinterface的压力分布云图。
(5)CFD-Post导出数据
然后就可以通过CFD-Post中的Export导出功能,选择这个fluidinterface,然后将这个面上的Pressure导出为一个csv文件。那么这个文件中就会包含节点坐标值,和对应的压力值。
(6)结构模型
完成CFD计算之后,需要进行管道结构的计算。这个时候就需要将管道内部的流体域抑制掉,只需要外部的管道结构模型。
(7)边界命名
同样,将管道内壁面,命名为solidinterface,它是与流体的交界面。
(8)外部数据导入
使用External Data模块,将外部的csv文件导入进来:
设定好数据的列属性,就可以预览到导入的节点数据:
完成导入后,更新External Data这个模块:
(9)压力数据的导入
这样,就可以在结构静力学模块中,import压力值了。只需要设定接收外部数据的表面是solidinterface即可。
完成压力数据的导入,实现了fluent计算得到的壁面压力值,在结构模型上的映射。
同时还能检查到,导入的节点位置: