Fluent 2019版本中添加了结构计算功能，能够进行简单的线弹性结构应力计算。现在可以在Fluent中完成流固耦合计算了。

现在来简单测试一下这结构计算功能如何。案例模型如图所示。

模型参数包括：

1 几何模型及网格

几何模型可以在DM或SCDM中创建，网格利用ICEM CFD创建。

注：目前在workbench中启动的Fluent无法激活结构计算。

圆孔位置局部网格如图所示。

2 Fluent设置

2.1 General设置

• 鼠标双击模型树节点General，右侧面板点击按钮Units…，如下图所示，设置Pressure单位为psi

• General面板保持默认设置

2.2 Models设置

• 鼠标双击模型树节点Models > Structure，弹出设置对话框，激活选项Linear Elasticity，点击OK按钮关闭对话框

  

  注：目前Fluent只能做线弹性计算。

2.3 Materials设置

• 鼠标双击模型树节点Materials > Solid > aluminum，弹出如下图所示设置对话框，设置Youngs Modulus为30e6 psi，设置Poisson Ratio为0.3

• 点击按钮Change/Create修改材料属性

2.4 Cell Zone Coditions设置

• 鼠标右键选择模型树节点Cell Zone Conditions > solid，点击弹出菜单项Type → solid改变区域类型为固体域

2.5 Boundary Conditions设置

• 修改边界symmetry_h及symmetry_v的边界类型为wall

注：固体结构计算，所有边界均为壁面边界。

1、symmetry_h边界

• 鼠标双击模型树节点Boundary Conditions > symmetry_h，弹出如下图所示对话框，设置X-Displacement为Stress Free，设置Y-Displacement为0

2、symmetry_v边界

• 鼠标双击模型树节点Boundary Conditions > symmetry_h，弹出如下图所示对话框，设置X-Displacement为0，设置Y-Displacement为Stress Free

3、wall_p边界

• 鼠标双击模型树节点Boundary Conditions > wall_p，弹出如下图所示对话框，设置X-Displacement为Face Pressure，并指定其值为6894757 Pa

注：1000 psi = 6894757 Pa

4、wall_arc边界

• 鼠标双击模型树节点Boundary Conditions > wall_arc，弹出如下图所示对话框，设置X-Displacement及Y-Displacement均为Stress Free

5、wall_top边界

• 鼠标双击模型树节点Boundary Conditions > wall_top，弹出如下图所示对话框，设置X-Displacement及Y-Displacement均为Stress Free

注：壁面边界默认情况下为固定约束，这里根据实际情况将一些壁面边界更改为自由边界。

2.6 Reference Values设置

• 鼠标双击模型树节点Reference Values节点，右侧面板设置Depth为0.0254 m

2.7 Controls设置

取消流动方程计算。

• 右键选择模型树节点Controls，点击弹出菜单项Equations…

• 打开的对话框中取消选择Flow及Turbulence，点击OK按钮关闭对话框

2.8 计算

• 鼠标双击模型树节点Run Calculation，右侧面板设置Number of Iterations为2，点击按钮Calculate开始计算

计算速度极快，比mechanical的计算要快很多。

2.9 计算结果

查看小孔位置X方向主应力分布，如下图所示。

Fluent结构计算功能目前来讲功能还较弱，仅能计算简单的线弹性问题。下次有空来个单向流固耦合的案例。

文件链接：

https://pan.baidu.com/s/1cS3Kk310pyPyZfupNnODAA 

提取码：mhuh

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道