达尔整理ANSYS流固耦合分析实例命令流Word文件下载.docx

1、mat,1real,1asel,u,loc,y,widthamesh,allallstype,2mat,2vmesh,allfini/soluantype,2modopt,unsym,10 !非对称模态提取方法处理流固耦合问题eqslv,frontmxpand,10,1nsel,s,loc,x,nsel,a,loc,x,lengthnsel,r,loc,yd,all,ux,uy,uz,nsel,s,loc,y,width,d,all,pres,0asel,u,loc,y,width,sfa,all,fsi !定义流固耦合界面solv/post1set,firstplnsol,u,sum,2,1

2、一个流固耦合模态分析的例子2一实例，水箱采用SHELL63单元，水箱中的水采用FLUID30单元，以下即为整个流固耦合模态计算的命令流文件：length=1width=0.6height=0.8mp,mu,2,esize,0.1我得出的结果是：SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE1 29.195 1 1 12 0.0000 1 1 13 33.202 1 2 24 0.0000 1 2 25 37.598 1 3 36 0.0000 1 3 37 44.592 1 4 48 0.0000 1 4 49 47.917 1 5 510 0.0000

3、1 5 511 88.015 1 6 612 0.0000 1 6 613 88.565 1 7 714 0.0000 1 7 715 97.133 1 8 816 0.0000 1 8 817 109.49 1 9 918 0.0000 1 9 919 109.81 1 10 1020 0.0000 1 10 10为了比较我还计算了水箱不装水的情况，（水箱体模型的建立和约束与上面的相同，只是把流体部分去掉），计算结果是：1 45.108 1 1 12 52.591 1 2 23 68.922 1 3 34 76.373 1 4 45 91.398 1 5 56 126.49 1 6 67 1

4、40.43 1 7 78 152.15 1 8 89 156.77 1 9 910 160.79 1 10 10我想请问：1。水箱装水时，怎么计算结果中有0频率啊？其中不等于0的频率是水箱体的频率么？2。水箱不装水时的结果和装水时的相差怎么这么大啊？还是我理解错了么？企盼指教一个流固耦合建模的例子/prep7 !进行预处理模块et,1,30, !定义1号单元为Fluid30 流固耦合单元et,2,29 !定义2号单元为Fluid29平面流体单元et,3,30 , ,1 !定义3号单元为Fluid30流体介质单元et,4,63 !定义4号单元为Shell63壳体单元et,5,188 !定义5号单

5、元为Beam188梁单元r,4,0.002 !定义4号单元的厚度为2mp,dens,4,7800 !定义4号物理属性包括有密度mp,ex,4,2.1e11 !杨氏模量、mp,nuxy,4,0.3 !泊松比mp,sonc,1,1460 !设置水中声速mp,dens,1,1000 !设置流体密度sectype, 1, beam, T, ! 选取T型梁secoffset,orig !设置梁的方向secdata,0.04,0.05,0.002,0.02,0,0,0,0,0,0 所建立的圆柱壳体的参数：圆柱长为 50 ,半径为 25 ,壳体的壁厚为 2 , cyl4,0,0,0.25,5 !形成圆面k,

6、9,0,0,0 ! 定义原点k,10,0,0,0.5lstr,9,10 !通过原点作直线adrag,5,6,7,8,9 !通过放样形成圆柱wpoff,0,0,0.1asel,s,2,5asbw,all, !移动工作平面与选取的侧面相切重复上面操作,形成四个环肋面wpoff,0,0,-0.4 !工作平面回到原点位置上k,31,0.2,0,0.1 !定义环肋的方向点lsel,s,20 !选择要划分为环肋的线段latt,4,5,5,31,40,1 !定义线段物理属性lesize,20,6 !划分数目secnum,1lmesh,20 !划分线段type，2 ! 选取第二种单元lsel，s，1，4 ！选

7、取线段lesize，all，10 ！线段划分数目lesize，all，6amesh，1 ！将通过工作平面的面 1 进行划分esize，0.1，0 ！选取沿面放样的网格大小mat，1 ！定义放样的形成单元的物理属性vdrag，1，9 ！进行放样形成流体介质 一加筋板在水中的模态分析再给大家一个实例！考虑结构在水中的自振频率：例子是一加筋板在水中的模态分析。命令流如下：FINISH/CLEAR/FILENAME,plane/UNITS,SI/TITLE,plane/PREP7*ELEMENT DEFINE*ET,63,63ET,4,beam4et,30,fluid30*MATERIAL DEFIN

8、E*MP,EX,1,2.10E11MP,DENS,1,7850MP,NUXY,1,0.3mp,dens,30,1025mp,sonc,30,1500mp,mu,30,0.5*REAL CONSTANT*r,30,1e-06r,50,0.05r,75,0.375e-02,0.78125e-06,0.000016406k,1k,4,1kfill,1,4,2,1kgen,4,1,4,1,1/3,10a,1,2,12,11*do,i,0,2*do,j,0,2*10,10a,1+i+j,2+i+j,12+i+j,11+i+j*enddo*fluid element*k,100,-14.5,-14.5k,

9、101,-14.5,15.5k,102,15.5,15.5k,103,15.5,-14.5k,140,-14.5,-14.5,30k,141,-14.5,15.5,30k,142,15.5,15.5,30k,143,15.5,-14.5,30a,100,101,102,103,4,14,24,34,33,32,31,21,11,1a,1,2,3,4,103,100a,140,141,142,143a,100,101,141,140a,101,102,142,141a,142,143,103,102a,140,143,103,100a,14,24,34,33,32,31,21,11,1,2,3,

10、4asel,u,1,FLST,2,8,5,ORDE,2FITEM,2,10FITEM,2,-17VA,P51Xnummrg,allMSHKEY,0MSHAPE,0esize,1lsel,s,loc,y,1/3lsel,r,loc,x,0,1lsel,r,loc,z,0latt,1,75,4lmesh,alllsel,s,loc,y,2/3lsel,s,loc,x,1/3lsel,r,loc,y,0,1lsel,s,loc,x,2/3asel,s,1,9aatt,1,50,63MSHAPE,1,3desize,3vsel,s,1type,30 $mat,30 $real,30* 求解 *ANTY

11、PE,MODALMODOPT,lanb,25,0MODOPT,UNSYMM,25,0SOLVE总是出现error 说矩阵不对称，不可以用lanb计算。总结：流体单元不能用对称的解法应该采用非对称解法。一圆环在水中的模态分析finish/clear定义单元类型ET,1,PLANE42 ! structural elementET,2,FLUID29 ! acoustic fluid element with ux & uyET,3,129 ! acoustic infinite line elementr,3,0.31242,0,0ET,4,FLUID29,1,0 ! acoustic flui

12、d element without ux &材料属性MP,EX,1,2.068e11MP,DENS,1,7929MP,NUXY,1,0MP,DENS,2,1030MP,SONC,2,1460 创建四分之一模型CYL4,0,0,0.254,0,0.26035,90CYL4,0,0,0.26035,0,0.31242,90 选择属性,网格划分ASEL,S,AREA,1AATT,1,1,1,0LESIZE,1,16,1LESIZE,3,16,1LESIZE,2,1,1LESIZE,4,1,1MSHKEY,1MSHAPE,0,2D ! mapped quad meshAMESH,1ASEL,S,ARE

13、A,2AATT,2,1,2,0LESIZE,5,16,1LESIZE,7,16,1LESIZE,6,5LESIZE,8,5AMESH,2 关于Y轴镜像nsym,x,1000,all ! offset node number by 1000esym,1000,all 关于y轴镜像nsym,y,2000,all ! offset node number by 2000esym,2000,allNUMMRG,ALL ! merge all quantitiesesel,s,type,1nsle,sesln,s,0esel,inveemodif,all,type,4esel,allnsel,all 指

14、定无限吸收边界csys,1nsel,s,loc,x,0.31242type,3real,3esurf 标识流固交接面nsel,s,loc,x,0.26035esel,s,type,2sf,all,fsi,1antype,modalmodopt,damp,10mxpand,10,yessolve为了便于对比，也对圆环在空气中做了模态分析NUMMRG,ALLmodopt,lanb,10在水中的自振频率为 SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE 1-0.19544E-10 1 1 1 2 0.29640E-03 1 1 1 3-0.21663E-10 1

15、 2 2 4-0.29640E-03 1 2 2 5 0.30870E-03 1 3 3 6 0.0000 1 3 3 7-0.30870E-03 1 4 4 8 0.0000 1 4 4 9-0.53726E-03 1 5 5 10 0.57522E-11 1 5 5 11 0.53726E-03 1 6 6 12-0.89057E-11 1 6 6 13 0.98059E-01 1 7 7 14 35.232 1 7 7 15 0.98059E-01 1 8 8 16 -35.232 1 8 8 17 0.98061E-01 1 9 9 18 35.233 1 9 9 19 0.98061

16、E-01 1 10 10 20 -35.233 1 10 10在空气中的自振频率为 1 0.0000 1 1 1 2 0.0000 1 2 2 3 0.73609E-03 1 3 3 4 60.805 1 4 4 5 60.805 1 5 5 6 172.97 1 6 6 7 172.97 1 7 7 8 334.40 1 8 8 9 334.40 1 9 9 10 546.59 1 10 10主要有以下疑问：1）考虑流固耦合，做模态分析时流体单元是否只能用fluid29（2d）和fluid30（3d）,对于fluid129和fluid130在耦合中具体起到什么作用，能不能不设，而用边界约束条

17、件代替？2）流体范围怎样确定，如本例中（CYL4,0,0,0.26035,0,0.31242,90），外半径为0.31242。如果不是环形的，如一块当水板，该怎样考虑？3）如果不考虑流体的压缩性，把声速设的很大，MP,SONC,2,1e20，就可以了。4）从自振频率可以看出，在水中和在空气中，圆环的自振频率差别特别大，且振型也大相径庭，为什么？在水中时，模态提取方法用damp（为什么不能用unsym），特征值的虚部代表角频率，为什么第一阶为正，第二阶为负，而第三阶和第四阶都为0，第六阶、八阶、十阶都为负。应该是从小到大才对？5）在空气中时，模态提取方法用lanb，为什么第一阶第二阶的频率都为0

18、。请高手指点迷津，急盼中对以上问题的解答：频率为零，一般是发生了刚体位移，估计你是把水抽走，而没有限制圆环。圆环在水中振动必然导致波动（其实就是声波）在水中传播，当声波到达水的另一个界面时就会发生反射（除非水和另一个相邻体的声阻抗是匹配的）。水和金属中的声速相差不大，即可压缩性相差不大。两种可压缩性相差不大的物质的相互作用对两者影响都很大。圆环在水中振动，水对圆环的反作用是由于反射波引起的，流固耦合中采用fluid129和130就是最大程度的减弱反射波。声波从圆环开始传播，随着传播距离的增加，波阵面不断增大，振幅不断减小。同时由于水的衰减，声波也不断减弱。如果水的空间越大，则反射波返回圆环的路

19、径越长，衰减也就越多，影响也就越小。fluid129和130对反射波的衰减（通过很小的反射实现）有限，因此还需要水要有足够的空间。fluid129和130离结构应该大于0.2（=c/f,c为水中声速）。以上的做法在误差允许的情况下等效于水在无限大水空间中的情况。如果是挡水板，水就是有限空间了，情况也不一样。3。声速加大情况也不一样，就是不知是不是你所要的情况？4。空气作为介质，由于其声速比金属小很多，可压缩性大很多，影响可以忽略不计。而水的影响就不同了。这可能就是频率和振型不同的原因吧？我试了你的例子，各种提取方法都可以。5。空气的影响忽略不计，因此需要对圆环进行约束。你没有约束，那么就会发生

20、静态位移即频率为零。圆环有两个对称轴，因此会发生频率成对出现的情况。也就是说，两个方向上有同样的振型。接触分析实例-包含初始间隙/clear,nostartet,1,82KEYOPT,1,3,3r,1,0.5mp,ex,1,1e9mp,prxy,1,0.3k,1,0,0k,2,10,0k,3,10,5k,4,6.2,5k,5,7.5,3.4k,6,2.5,3.4k,7,3.8,5k,8,0,5a,1,2,3,4,5,6,7,8LFILLT,6,5,0.18, , LFILLT,5,4,0.18, , FLST,2,3,4 FITEM,2,9 FITEM,2,11 FITEM,2,10 AL,P

21、51XFITEM,2,13 FITEM,2,14 FITEM,2,12 FLST,2,3,5,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,-3 AADD,P51Xrect,0,10,4.8,5ASBA, 4, 1 gap=0.02k,24,6.2-gap,5k,25,7.5-gap,3.4k,26,2.5+gap,3.4k,27,3.8+gap,5a,24,25,26,27LFILLT,4,3,0.2, , LFILLT,3,2,0.2, , FITEM,2,7 FITEM,2,8 FLST,3,2,5,ORDE,2 FITEM,3,3 FITEM,3,-4 ASBA, 1,P51X rect,3.8+gap,6.2-gap,5,10rect,3.8+gap,3.8+gap+8,10,12FLST,2,3,5,ORDE,3 FITEM,2,3 FITEM,2,5 A