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[其他] ADINA软件单向耦合求解方法

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发表于 2017-5-22 11:53:58 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 陕西西安

对于软件使用者来说,一般都是应用ADINA软件求解双向耦合,但是对于某些情况,比如结构的变形对流场的影响非常小,分析者关心的也是流体的流动对结构变形的影响,在这种情况下为了加快计算速度就可以用单向耦合来求解,只考虑流体对结构的影响,而忽略结构的变形对流体的影响。由于ADINA手册上也没有具体说明单向耦合是怎么进行求解的,也没有具体的相关的例题。现通过《ADINA流体与流固耦合功能的高级应用》中例题5来说明单向耦合参数的设置。用ADINA软件打开命令流文件sample5-f.in文件,生成sample5-f.dat文件,然后再重新打开sample5-s.in文件,生成sample5-s.dat文件,然后打开ADINA-FSI求解器,如图1所示。

图1 ADINA-FSI求解窗口

在ADINA-FSI窗口中选择sample5-s.dat文件和sample5-f.dat文件,然后在图1当中红色框内进行参数设置,进行单向耦合还是进行双向耦合求解就是在这个地方进行设置的。“Normal FSI”是进行双向耦合求解,进行单向耦合的计算需要“Fluid Only”和“Structure Only”两种模式下的计算。对于只考虑流体对结构的影响,而不考虑结构对流体的影响这种情况,必须先进行“Fluid Only”计算,然后进行“Structure Only”的计算。

将参数设置为“Fluid Only”进行计算,只有流体计算结果,如图2所示。

图2 流体压力分布云图

然后将参数设置为“Structure Only”进行计算,这时就会把先前计算的流体压力考虑进去。计算结果如图3所示。

图3 结构等效应力云图

上述方法就是进行单向耦合的参数设置方法,为了对单向耦合计算结果和双向耦合计算结果进行对比。再将参数设置为“Normal FSI”进行计算。压力场如图4所示,结构等效应力如图5所示。

图4 双向耦合计算的流体压力场
图5 双向耦合计算的结构应力云图
结论:

对于上面这个工程实例是需要进行双向耦合计算的,因为结构是一个柔性比较大的结构,其变形较大,因此结构的变形会对流场有一定的影响,反过来流场的压力变化又影响结构的变形和应力分布大小,从上面的对比结果来看也能得出这个结论。对于某些工程问题,比如结构的变形非常小,那么结构的变形对流场的压力影响也会非常小,这样的情况下可以只考虑流体对结构变形的影响,从而进行单向耦合的计算,在保证计算结果精度的情况下,可以大量减少计算时间。


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实例1:涡轮-流体相互作用(FSI)分析
实例2:气泡上升过程有限元分析
实例3:学员根据自己遇到的实际工程问题提出所遇到的困难,由老师与学员共同尝试解决。
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