径向极化（取X方向）圆管状换能器，水中分析（附命令流）请教

LYK

用ANSYS模拟径向极化（取X方向）的圆管状换能器，出现以下问题。该命令是根据GUI操作后提取出来，可以直接粘贴使用，分析过程中遇到如下问题
1、得到的导纳曲线与空气中导纳相差较大（空气中呼吸态频率大约22300左右）；
2、模态分没有结果，不管取多大频率范围，总是说求解的范围没有解；
3、网格的划分以及改变流体属性时存在很多警告；
4、针对圆管有没有更好的建模方法；
5分析过程中为减少计算量，进行了对称分析，求解结束后想要观察全部模型的变形，应该怎么操作。
谢谢大家！

/PREP7
ET,1,SOLID5,3
ET,3,FLUID30,         
R,3,
ET,4,FLUID30,,1,      
R,4,
ET,5,FLUID130         
R,5,0.2,0,0,0 !流体半径取200mm         


/PREP7
MPTEMP,,,,,,,,  
MPTEMP,1,0  
MPDATA,DENS,1,,7750
TB,ANEL,1,1,21,0
TBTEMP,0
TBDATA,,11.1e10,7.52e10,7.52e10,0,0,0   
TBDATA,,12.1e10,7.54e10,0,0,0,12.1e10   
TBDATA,,0,0,0,2.11e10,0,0   
TBDATA,,2.26e10,0,2.11e10,,,
TB,PIEZ,1,,,0   
TBMODIF,1,1,15.8
TBMODIF,1,2,
TBMODIF,1,3,
TBMODIF,2,1,-5.4
TBMODIF,2,2,
TBMODIF,2,3,
TBMODIF,3,1,-5.4
TBMODIF,3,2,
TBMODIF,3,3,
TBMODIF,4,1,
TBMODIF,4,2,12.3
TBMODIF,4,3,
TBMODIF,5,1,
TBMODIF,5,2,
TBMODIF,5,3,
TBMODIF,6,1,
TBMODIF,6,2,
TBMODIF,6,3,12.3
MPTEMP,,,,,,,,  
MPTEMP,1,0  
MPDATA,PERX,1,,1700
MPDE,PERY,1
MPDATA,PERY,1,,1730  
MPDE,PERZ,1
MPDATA,PERZ,1,,1730

MP,SONC,3,1500        !定义流固耦合面流体属性
MP,DENS,3,1000
MP,MU,3,0            
!*
MP,SONC,4,1500        !定义流体属性
MP,DENS,4,1000
MP,MU,4,0            
!*
MP,SONC,5,1500        !定义吸收流体属性
MP,MU,5,1            
save

！建立模型

sphere,0.2,,0,90                 !建立1/4球
vsbw,1                           !由工作平面分成两个体
vdele,2,,,1                      !删除z轴下半部分
cylind,0.021,0.018,0,0.2,0,90     !建立1/4圆管
vptn,all                         !进行partion操作
vdele,6,,,1                      !删除顶部多出来的部分
wpoff,0,0,0.019                  !平移工作平面至圆管顶部
vsbw,all                         !由工作平面分割所有体
wpcsys,-1,0
CSWPLA,11,1,1,1,                 !建立圆柱局部坐标系
CSYS,0
alls
VGLUE,ALL

NUMCMP,VOLU
NUMCMP,AREA
NUMCMP,LINE
alls
!属性
VSEL,S, , ,4             !圆管属性   
VATT,1,,1,11            
VSEL,S, , ,1
VSEL,a, , ,2
VSEL,a, , ,3
VSEL,a, , ,5
VSEL,a, , ,6
VATT,3,3,3,0
ALLS
!划分网格
!先划分线
lsel,s,line,,2
lsel,a,line,,8
lsel,a,line,,18,19
lesize,all,,,18,,,,,1

lsel,s,line,,1
lsel,a,line,,5
lsel,a,line,,34,35
lesize,all,,,3,,,,,1

lsel,s,line,,9,11
lsel,a,line,,33
lsel,a,line,,36
lesize,all,,,19,,,,,1

lsel,s,line,,24
lsel,a,line,,30
lesize,all,,,30,,,,,1
lsel,s,line,,17
lsel,a,line,,23
lesize,all,,,30,,,,,1

lsel,s,line,,12
lsel,a,line,,29
lesize,all,,,30,,,,,1

lsel,s,line,,13,15
lesize,all,,,30,,,,,1

lsel,s,line,,20,21
lesize,all,,,18,,,,,1
lsel,s,line,,26,27
lesize,all,,,3,,,,,1
alls
VPLOT
!划分体
vsel,,,,4
vsweep,all

vsel,,,,1
VSWEEP,1,4,5

vsel,s,,,2
vsel,a,,,6
vsweep,all

vsel,,,,5
vsweep,all
alls
asel,,,,10
mshkey,1
mshape,0
amesh,all
vsweep,3,10,9
aclear,10!删除面单元
ALLS
EPLOT
!转换属性,这个操作会产生很多警告
VSEL,ALL
ESEL,S,TYPE,,1
NSLE,S
ESLN,S,0
NSLE,S
ESEL,INVE
NSLE,S
EMODIF,ALL,TYPE,4
EMODIF,ALL,REAL,4
ESEL,ALL
NSEL,ALL

CSYS,2
NSEL,S,LOC,X,0.2
REAL,5
TYPE,5
MAT,4
ESURF
ALLS
CSYS,0
!流固耦合标示符
ASEL,S, , ,     21  
NSLA,S,1
NPLOT   
ESEL,S,TYPE,,3  
SF,ALL,FSI

ASEL,S, , ,     3
NSLA,S,1
NPLOT   
ESEL,S,TYPE,,3  
SF,ALL,FSI

ASEL,S, , ,    19
NSLA,S,1
NPLOT   
ESEL,S,TYPE,,3  
SF,ALL,FSI
alls

!分别耦合圆管内外表面电压电压
asel,s,,,21
nsla,s,1
nplot
nsel,u,loc,z,0.019!去除圆管顶部的节点
nplot
cp,1,volt,all
*get,n1,node,0,num,min

asel,s,,,3
nsla,s,1
nplot
nsel,u,loc,z,0.019!去除圆管顶部的节点
nplot
cp,2,volt,all
*get,n2,node,0,num,min
alls
D,n1,VOLT,0
D,n2,VOLT,0     
alls
eplot
!对称操作
NSEL,S,LOC,X,0
DSYM,SYMM,X
NSEL,S,LOC,Y,0
DSYM,SYMM,Y
NSEL,S,LOC,Z,0
DSYM,SYMM,Z
ALLS
!求解
!模态分析
/SOLU
D,n1,VOLT,10
D,n2,VOLT,0  
ANTYPE,2
MODOPT,DAMP,15,10000,40000,,OFF
MXPAND,15
SOLVE   
FINISH
!谐响应分析
/solu
D,n1,VOLT,10
D,n2,VOLT,0  
ANTYPE,3
HROPT,FULL  
HROUT,ON
LUMPM,0  
EQSLV, ,1e-008,
PSTRES,0
HARFRQ,15000,35000,
NSUBST,100,
KBC,1   

SOLVE
FINISH
!提取导纳
/POST26
RFOR,2,8*n1,AMPS,        !得到电荷值
CFACT,2*3.14159265/10,0,0,-1, !相关系数
PROD,3,2,1,,GB,               !导纳PROD,3,2,1,,GB,
REALVAR,4,3,,,G     !电导（实部）
IMAGIN,5,3,,,B     !电纳（虚部）

LYK

请求hy1966老师帮我看看！麻烦您了！

hy1966

暂时没有时间演示
1、如果是圆管完全浸没在液体中的模型，有一个液腔谐振频率，和圆管内腔有关，比径向频率要低，看起来和空气中差别很大，其实是模态没有对应起来，如果把内腔用空气填充，液腔频率会消失，但边界条件处理的不好，对轴向振动也会有影响
2、可以建立一定角度的模型，5-10度都可以，一般以360度被偶数整除为宜，设置切向对称，可以大大简化计算，也会减少些不太关心的振动模态，求解结束可以用/EXPAND命令全面显示

LYK

hy1966 发表于 2012-6-9 20:09
暂时没有时间演示
1、如果是圆管完全浸没在液体中的模型，有一个液腔谐振频率，和圆管内腔有关，比径向频率 ...

非常感谢您的回复！我还有些疑问，麻烦您再帮我看看
1、电导在10K左右有一个峰值，可能是您所说的液腔谐振频率，在20K左右也有一个小波动（实验测得结果在20K左右有峰值），但变化很小，不是峰状，请问这可能是什么原因呢？是不是命令流哪个地方没设置正确啊？
2、模态分析为什么没有峰值，是不是求解设置的不正确啊？

hy1966

模型没有发现明显的问题，警告是因为单元形状不好
模态分析应该是有结果的，没有演示完，太耗时间。a+/-bj，b是模态频率

LYK

hy1966 发表于 2012-6-11 22:13
模型没有发现明显的问题，警告是因为单元形状不好
模态分析应该是有结果的，没有演示完，太耗时间。a+/-bj ...

1,请问,"a+/-bj，b是模态频率"是什么意思?
2,我用ANSYS12.1计算时“there is no solution in the selected range"不明白是什么原因？谢谢您！！

hy1966

  a+/-bj是DAMP求解的结果形式，下面是你的程序在ANSYS9.0上的运行结果，第一个模态是10118Hz，
！是否正确我不能保证！你应该在模态分析后，先后处理，再运行谐响应部分。

   *****  INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE  *****

   SET   TIME/FREQ    LOAD STEP   SUBSTEP  CUMULATIVE
     1 -317.23             1         1         1
     2  10118.             1         1         1
     3 -317.23             1         2         2
     4 -10118.             1         2         2
     5 -3878.1             1         3         3
     6  11675.             1         3         3
     7 -3878.1             1         4         4
     8 -11675.             1         4         4
     9  6.8932             1         5         5
    10  14183.             1         5         5
    11  6.8932             1         6         6
    12 -14183.             1         6         6
    13 -3670.8             1         7         7
    14  15718.             1         7         7
    15 -3670.8             1         8         8
    16 -15718.             1         8         8
    17 -71.200             1         9         9
    18  20240.             1         9         9
    19 -71.200             1        10        10
    20 -20240.             1        10        10
    21 -2863.8             1        11        11
    22 -20634.             1        11        11
    23 -2863.8             1        12        12
    24  20634.             1        12        12
    25 -1619.6             1        13        13
    26  24532.             1        13        13
    27 -1619.6             1        14        14
    28 -24532.             1        14        14
    29  4024.7             1        15        15
    30  36128.             1        15        15

LYK

hy1966 发表于 2012-6-13 21:31
a+/-bj是DAMP求解的结果形式，下面是你的程序在ANSYS9.0上的运行结果，第一个模态是10118Hz，
！是否正确 ...

恩，麻烦您了！我在ANSYS12.1上运行提示说没有结果，我用ANSYS10.0算算看，有什么问题再讨论

LYK

LYK 发表于 2012-6-13 22:06
恩，麻烦您了！我在ANSYS12.1上运行提示说没有结果，我用ANSYS10.0算算看，有什么问题再讨论 ...

老师，我刚刚想起一个问题，关于这个模型，我整个的分析方法（包括单元属性的改变，流固耦合面标示符的施加，电压的施加）对不对啊？不对或者不合理的地方请您指出。非常感谢！！

enya45

o(︶︿︶)o 唉，初学者看不懂啊！