小狗猫 发表于 2006-4-19 15:07

流固耦合模态分析的典型事例

我用论坛上AaronSpark大侠提供的考虑流固耦合求解模态分析典型实例：

这是一个流固耦合模态分析的典型事例，采用ANSYS/MECHANICAL可以完成。处理过程中需要注意以下几个方面的问题：
1、单元的选择；
2、流体材料模式；
3、流固耦合关系的定义；
4、模态提取方法。

一实例，水箱采用SHELL63单元，水箱中的水采用FLUID30单元，以下即为整个流固耦合模态计算的命令流文件：
length=1
width=0.6
height=0.8
/prep7
et,1,63
et,2,30 !选用FLUID30单元，用于流固耦合问题
r,1,0.01
mp,ex,1,2e11
mp,nuxy,1,0.3
mp,dens,1,7800
mp,dens,2,1000 !定义Acoustics材料来描述流体材料-水
mp,sonc,2,1400
mp,mu,2,
!
block,,length,,width,,height
esize,0.1
mshkey,1
!
type,1
mat,1
real,1
asel,u,loc,y,width
amesh,all
alls
!
type,2
mat,2
vmesh,all
fini

/solu
antype,2
modopt,unsym,10 !非对称模态提取方法处理流固耦合问题
eqslv,front
mxpand,10,,,1
nsel,s,loc,x,
nsel,a,loc,x,length
nsel,r,loc,y
d,all,,,,,,ux,uy,uz,
nsel,s,loc,y,width,
d,all,pres,0
alls
asel,u,loc,y,width,
sfa,all,,fsi !定义流固耦合界面
alls
solv
fini

/post1
set,first
plnsol.u,sum,2,1
fini

我得出的结果是：
SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE
1 29.195 1 1 1
2 0.0000 1 1 1
3 33.202 1 2 2
4 0.0000 1 2 2
5 37.598 1 3 3
6 0.0000 1 3 3
7 44.592 1 4 4
8 0.0000 1 4 4
9 47.917 1 5 5
10 0.0000 1 5 5
11 88.015 1 6 6
12 0.0000 1 6 6
13 88.565 1 7 7
14 0.0000 1 7 7
15 97.133 1 8 8
16 0.0000 1 8 8
17 109.49 1 9 9
18 0.0000 1 9 9
19 109.81 1 10 10
20 0.0000 1 10 10
为了比较我还计算了水箱不装水的情况，（水箱体模型的建立和约束与上面的相同，只是把流体部分去掉），计算结果是：
SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE
1 45.108 1 1 1
2 52.591 1 2 2
3 68.922 1 3 3
4 76.373 1 4 4
5 91.398 1 5 5
6 126.49 1 6 6
7 140.43 1 7 7
8 152.15 1 8 8
9 156.77 1 9 9
10 160.79 1 10 10
我想请问：
1。水箱装水时，怎么计算结果中有0频率啊？其中不等于0的频率是水箱体的频率么？
2。水箱不装水时的结果和装水时的相差怎么这么大啊？还是我理解错了么？
企盼指教

songshubo 发表于 2006-4-19 15:22

hao

欧阳中华 发表于 2006-4-19 17:35

很高兴能看到这样的例题。问题是在：

1、单元的选择；
2、流体材料模式；
3、流固耦合关系的定义；
4、模态提取方法。

楼主是如何考虑和处理的，计算网格和计算结果能贴上来看看... ...

流体固体耦合振动分析时，选用的特征值求解器不是常规的求解结构的求解器，特征值表示也应该有所差别，也就是含特征值虚部和实部，第一个为一阶频率的虚部，第二个为一阶的实部，...，由于问题是求固有频率所以实部为零是对的。

再有流体和没有流体往往频率会相差一倍，因为流体的附加质量量级基本和结构质量量级相当。

小狗猫 发表于 2006-4-19 18:49

在这里面怎么贴入图啊 ！！！我不会

小狗猫 发表于 2006-4-19 18:52

请问欧阳中华前辈,

对于我上面流固耦合的结果，有实部和虚部，那么结构的固有频率就是实部么？

小狗猫 发表于 2006-4-19 19:02

结构选用shell63，材料为
mp,ex,1,2e11
mp,nuxy,1,0.3
mp,dens,1,7800
分网格：


流体选用fluid30，
材料为mp,dens,2,1000
mp,sonc,2,1400
mp,mu,2,

小狗猫 发表于 2006-4-19 19:46

回复：（小狗猫）流固耦合模态分析的典型事例

结构选用shell63，材料为
mp,ex,1,2e11
mp,nuxy,1,0.3
mp,dens,1,7800
分网格：


流体选用fluid30，
材料为mp,dens,2,1000
mp,sonc,2,1400
mp,mu,2,
分网格为：



整体为：



计算结果为：

yejet 发表于 2006-5-8 18:13

回复：（欧阳中华） 很高兴能看到这样的例题。问题是...

这种说法有什么根据吗？还是经验？

wj9984 发表于 2006-5-8 20:21

[讨论]回复：怎么回事呢

我按照你写的原程序导入到ansys中，模态分析不能运行，是不是你传上来的这段程序哪个地方有错误啊？

欧阳中华 发表于 2006-5-9 08:20

根据经验，流体会使结构的固有频率降低将近一半，也就是感觉附加质量增加1-0.8的量级，这里指的是加筋单面浸水结构，再做理论分析时可以将这个做个结果正确与否的粗略参考... ...

掌心 发表于 2006-6-12 10:01

回复：（欧阳中华） 很高兴能看到这样的例题。问题是...

你好，我做毕业论文时遇到了难题，恳请指教。题目是：淹没管道振动特性，要用ANSYS进行模态分析，管道的内部是原油，外部是海水，请问这个问题应该怎么解决啊？
谢谢！

jbryant 发表于 2008-3-18 00:58

同上,和楼上筒子的问题类似.盼答复
282373115

sizhiyuan2008 发表于 2008-4-4 21:01

谢谢

yejet 发表于 2008-4-8 10:32

本帖最后由 VibInfo 于 2016-4-22 15:11 编辑

原帖由 掌心 于 2006-6-12 10:01 发表
你好，我做毕业论文时遇到了难题，恳请指教。题目是：淹没管道振动特性，要用ANSYS进行模态分析，管道的内部是原油，外部是海水，请问这个问题应该怎么解决啊？
谢谢！
可以考虑采用Morison方程来描述流体的动力效应

ivy840528 发表于 2008-4-16 11:13

借鉴了一下你的分析方法，谢谢。
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