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    CAE咨询 / Data Area

    12年的专业CAE咨询服务经验,超过1000个项目的丰富经验积累。

    • 1. 概述 
      流固耦合是流体力学与固体力学交叉而生成的一门独立的力学分支,它的研究对象是固体在流场作用下的各种行为以及固体变形或运动对流场影响。流固耦合力学的重要特征是两相介质之间的交互作用,固体在流体动载荷作用下会产生变形或运动,而固体的变形或运动又反过来影响流场,从而改变流体载荷的分布和大小,正是这种相互作用将在不同条件下产生形形色色的流固耦合现象。
      2. 流固耦合的发展
      流固耦合研究发展的分为三个阶段:
      1)由线性流固耦合问题发展到非线性流固耦合问题;
      2)由固体结构的变形和强度问题发展到固体的屈曲问题;
      3)计算格式从单纯的固体有限元格式或流体的差分格式到混合或兼容的流固格式。
      现已能在固体和结构中考材料非线性和几何非线性;在流体中也开始考虑有粘性和空化等效应的流体模型,从而得以模拟出晃动、空化、飞溅等流固耦合行为。在流体激发振动中也已经开始考虑复杂的结构阵列和流体流动。使其更加接近真实情况,从而可以更好的应用于实际情况中。
      3. 流固耦合的方法 
      流固耦合的方法以分为单步耦合、多步耦合、直接耦合三个阶段。
      1)单步耦合
      单步耦合往往需要先求解结构体的变形,然后通过将结构体的变形作用于流场,进而计算系统的阻尼和稳定性。单步耦合中对流场的求解经历了从线性到非线性的发展过程。
      2)多步耦合
      多步耦合方法与单步耦合方法相同之处在于都需要对结构体和流体场进行分别求解,不同之处在于单步耦合仅进行了一次数据交互,而多步耦合需要在多个时间点上进行交互计算,即每一次计算完成之后都需要在流体和结构体的交界面上进行载荷和位移等参数的传递。
      3)直接耦合
      直接耦合法又称为整体积分法,该方法对结构体和流体场用统一的方程进行描述,按照统一的数值方法进行离散求解,从而在时间上实现了同步,不存在滞后现象。
    • 1.实现方式:SCRYU/Tetra,Abaqus流固耦合分析介绍

      用SCRYU/Tetra进行流体计算,用Abaqus进行结构分析。

      初始位移和初始压力分别交换后, Abaqus首先计算时间进行中的位移.用SC/Tetra读入时间进行后的位移,进行网格变形,使用ALE进行流体分析 。使用Abaqus将得到压力发送.由此完成了一周的时间进行.将此过程循环反复操作进行分析 。这里将流体分析和结构分析分别求解,因此是弱耦合 。

      SC/Tetra和Abaqus的现状是,在分析结束问题,相互作用较大的问题和网格变形较大的问题时会不稳定。

      2.SCRYU/Tetra,Abaqus流固耦合分析流程图

      3.有限元在线SCRYU/Tetra,Abaqus流固耦合分析解决能力

      有限元在线在飞机翼型流固耦合分析,单向阀门流固耦合分析等方面做了大量的工作。

       

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