流固耦合洗衣机实例详细过程

huangyichen

根据网上一个实例做了洗衣机转筒的模型，初步了解一下流固耦合的模型。因为网上实例的过程比较简单，所以这里重新详细的记录下建模的过程，以备参考。

1. 分别为Eulerian domain和Lagrangian domain建立两个part（分别建立洗衣机和转筒内水的part，洗衣机是Lagrangian domain，水是Eulerian domain）
建立Lagrangian domain的Part，类型设置为Discrete rigid，并设置Reference Point。

建立Eulerian domain的Part，类型设置为Eulerian，要注意Eulerian domain和Lagrangian domain要保证有重叠的部分，这是一种弱耦合，数据在两个区域间抛来抛去，所以网格要有重叠部分。这导致在Eulerian domain里有的部分是有材料的，有的地方是没有材料的。为了之后设置材料分布时候方便，要把part实现划出几个辅助的partition。黄色虚线是在划分partition时，为了指明Extrude/Sweep方向用到的辅助坐标轴。

2. 定义水的材料属性
选择状态方程模型EOS中Us-Up，设置声速c0=1483m/s；密度为1000kg/m3；粘度为0.001kg/ms。并把截面属性赋给Eulerian domain。（离散刚体不能设置截面属性）


3. 把两个Part组装起来

4. 新建一个Step-1（动力显式分析步）
5. 为Eulerian domain和Lagrangian domain划分网格（离散刚体划分网格前需要通过part模块菜单栏shell选项将part转化为shell）
     
6. 设置接触
新建一个Contact Property，因为不是普通的面和面的接触，水中的任何的一个部分可能在流动区域里的任何一个地方和Lagrangian domain接触，设置Tangential Behavior为Rough，赋给水和洗衣机之间的关系。新建一个Interaction，把刚才的Contact Property赋给它。

更重要的是设置接触的两个Surface（在最后一个选项即1 item中设置）。其中一个Surface是Lagrangian domain部分的内侧面，为Geometry类型，另一个Surface是Eulerian domain的全部网格，为Mesh类型。   
7. 加载Load
为全模型加载重力场。

为Eulerian domain施加一个Boundary Conidition，为了在前后两个方向限制住水，限制要覆盖所有水可能会流到的区域。水运动到这个区域就让它的z方向速度变为0，这样水就不会流出洗衣机。

下面为Lagrangian domain施加Boundary Condition，让洗衣机转动，在1s内转动3个弧度，分别在Initial和Step-1设置BC-2。
     
   
（匀速1rad/s）

最后设置在Eulerian domain的材料填充，虽然已经把水的材料的截面属性赋给了整个Eulerian domain区域，但是默认情况下所有Eulerian domain都是Void，即没有材料，这也是在新建Eulerian截面属性的时候，出现这两个材料的原因。

为Eulerian domain的Part中初始存在水的部分设置Predefined Field材料。为初始存在水的partition新建一个Set，在Part的这个set中设置材料为1，Void为0，其他部分不用设置，依然是默认的材料为0，Void为1，即没有材料填充。
     
8. 设置Field Output Request
尤其要选中Volume/Thickness/Coordinates中的EVF，element volume fraction，为了观察水的流动。

9. 提交Job计算
10. 后处理（我自己做的例子中失误将初始有水的区域设为整个waterpart，所以与文档结果有出入，但能算并且看上去也合理，因此不再重新计算，计算时间大约半小时多点）
在Result-Field Output设置显示EVF_VOID看液体的流动。

红色部分void为1，没有水，蓝色部分void为0，有水。

为了让显示的更加清晰，设置不显示没有水的Eulerian domain区域。

将阈值改为100%，Spectrums（谱）改为Blue to red。

设置ODB Display Options和Options-Common，让结果显示为理想状态。最后将动画结果存储为avi格式，Animate-History Time，Save As。File-Print存储截图。

千手初见

楼主，确定要设置接触？

ccczzzh

nice work