接上文。

4 Mechanical求解设置

4.1 材料参数定义

• 双击模型树节点B2进入材料定义面板

• 如下图所示，添加新材料Rubber，设置其密度为1100 kg/m3，设置杨氏模量1e7 Pa，泊松比为0.45

• 关闭材料定义面板

4.2 网格划分

• 鼠标双击B4单元格进入Mechanical

• 右键选择模型树节点Geometry > FFFSolid，点击弹出菜单项Suppress Body删除流体区域几何

• 右键选择模型树节点Mesh，点击弹出菜单项Insert → Method插入网格方法

• 属性窗口中设置Method为Sweep，如下图所示指定Source为圆环面，指定Number of Divisions为100

• 右键选择模型树节点Mesh，点击弹出菜单项Insert → Face Meshing

• 属性窗口中设定Geometry为如图所示的圆环面，指定该面采用映射网格划分

• 右键选择模型树节点Mesh，点击弹出菜单项Insert → Sizing添加网格尺寸

• 属性窗口指定圆环面网格尺寸为1 mm，并设定Behavior为hard

• 右键选择模型树节点Mesh，点击弹出菜单项Generate Mesh生成网格，最终形成网格如下图所示

4.3 计算参数定义

• 鼠标选中模型树节点Analysis Settings，属性窗口中设置Step End Time为2 s，设置Auto Time Step为Off，设置Define By为Substeps，设置Number of Stepping为1

注意：这里设置的Step End Time值必须大于耦合计算的时间。真正耦合计算的时间在System Coupling中指定，但指定值必须小于此处的Step End Time值。

• 鼠标选中模型树节点Transient，图形窗口中选择管道内表面，点击鼠标右键，选择弹出菜单项Insert → Fluid Solid Interface指定该面为流固耦合面

• 选择管道的两个圆环端面，点击鼠标右键，选择弹出菜单项Insert → Fixed Support指定两个面为固定约束

• 在Solution节点上指定后处理内容，如查看等效应力、等效应变、位移等物理量。也可以在这里指定Probe监测节点上物理量变化

注：这里可以定义节点的物理量变化监测

• 关闭Mechanical模块，返回至Workbench界面

5 System Coupling设置

• 更新A4及B5单元格，确保其状态标准为对勾形式

• 双击C2单元格进入System Coupling模块

• 鼠标选中节点Analysis Settings，属性窗口中设置End Time为2 s，设置Step Size为0.01 s

• 指定Minimum Iterations为2，指定Maximum Iterations为5

• 按住键盘CTRL键同时选中Fluid Solid Interface及wall，点击鼠标右键，选中弹出菜单项Create Data Transfer创建数据交换接口

注：这里的wall来自于之前在流体求解设置中命名的流固交界面

• 点击工具栏按钮Update开始计算

注：本案例计算量很大，而且极其消耗内存，24核至强CPU计算了接近20个小时。

计算中在Message窗口会给出信息提示，需要注意其中的Mapping信息与Converged收敛提示。

Mapping信息提示数据传递情况，确保映射值不低于90%，否则需要重新划分网格。

确保在Maximum Iterations时固体和流体求解器均达到收敛，如下图所示。

计算完毕后返回至Workbench工作界面。

6 计算后处理

• 添加模块Result，并连接A5与B6单元格，如下图所示

• 鼠标双击D2单元格进入CFD-Post中

6.1 查看结构计算结果

CFD-Post模型树节点如下所示。

• 鼠标双击模型树节点SYS at 2s > Default Domain > Default Boundary

• 属性窗口如下图所示，设置Variable为Von Mises Stress，点击左下角的Apply按钮查看结果

下图所示为2 s时刻管道上米塞斯应力分布情况。

相同方式可查看应变和应力。

• 点击菜单Tools → Timestep Selector，弹出如下图所示的对话框，在对话框中选择合适的时刻，点击Apply即可查看

如下图所示为1s时刻应力分布。

注意：只有在Fluent中设置了自动保存，这里才会有保存的时间步数据。本案例中Fluent是每10个时间步保存一次，因此这里看到的时间间隔是0.1s。

6.2 查看流场计算结果

• 模型树节点FFF下为流体域

如要查看1 s时刻流体壁面wall上的压力分布:

• 双击模型树节点wall，属性窗口如下图所示设置

1s时刻壁面wall上压力分布如下图所示。

其他时刻数据可通过在Timestep Selector对话框中选择。

其他物理量的查看与常规的流体后处理相同。

6.3 查看指定位置物理量变化

如要查看指定位置应力随时间变化，可先创建Point，之后绘制该点处应力随时间变化曲线。

• 点击菜单Insert → Location → Points，弹出对话框中采用默认名称Point1

• 属性窗口中设置需要观察的位置坐标，如下图所示

注:也可以在图形窗口中选择节点

• 点击菜单Insert → Chart插入曲线图，采用默认名称chart1

• 属性窗口中General标签页设置Type为XY-Transient or Sequence

• Data Series标签页选择Location为Point1

• X Axis标签页保持默认设置，确保Expression为Time

• Y Axis标签页保持默认设置，确保Variable为Von Mises Stress

• 点击按钮Apply生成图形，如下图所示

采用同样方法可以查看其它物理量随时间分布规律。

6.4 动画输出

• 选择菜单Tools → Animation弹出动画创建对话框，如下图所示设置对话框参数

• 点击Play the Animation按钮即可录制并输出动画

输出结果如下图所示。

注：本案例结果文件过大（合计8.7G），不便于上传，这里只放几何文件。

https://pan.baidu.com/s/19OTxytqwqXBC54XjEyiYRA

提取码: 3ikh

再不想做这种又臭又长的案例了，累得半死！

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道