圆柱绕流流致振动，ansys中振动分析模型的建立问题

adancer

我想在ansys中建立圆柱受流体激励力载荷下的振动分析模型，先得到振动频率，振动位移，振动形态轨迹等结果，不知单元类型如何选，pipe 还是 mass，或是别的什么单元类型，应该选哪个呢。

先说说问题的具体情况，我做的是流体绕流过圆柱（其实是圆管，内部也有流体，因只算外绕流，简化成了圆柱），圆管尺寸：直径 20 mm，壁厚 2 mm，柱长 200 mm，材料为金属。现在已经在fluent中算出了流体激励力 Cd Cl等参数，现在要做的是在ansys中建立振动模型，求解振动方程，得到圆柱在流体激励力作用下的振动频率，位移和轨迹等响应的结果。

现在请教各位老师：

1. 我要做流致振动分析， 这个思路正确吗？即先用fluent算出流体激励力，用作外部载荷在ansys中进行振动响应分析。
2. ansys中建模时的单元类型应该选哪个合适？自己查过些资料，文献中介绍的不详细，以single DOF为例（也有double DOF，即在x y两个方向都有k e系统），文献中示意图如附图 ，（图惨了点，对不住各位了）
我是从零开始学ansys，刚开始就不知道从哪里下手了。
（注计算参数上，同时也想把管内的流体折算成附加质量力也算进去）
3. 分析时用什么antype进行分析，才能得到我想要的那些参数？自己学了些实例，感觉应该首先用模态分析得出静态下的圆管自振频率，然后再换成别的什么antype再进行分析。不知正确否，望老师指点一二。

自学起来真难呀，先行谢过各位大侠老师了！

seashoregang

我也准备做这个类似的模型计算，不过不是单管，是管束，以前有人做，直接在ansys建立实体模型，然后加载，但是这种好像有点问题

adancer

回复 2 # seashoregang 的帖子

在 ansys 中直接计算流固耦合吗？好像用CFX可以实现。有什么问题？请问你现在做到什么程度了，可以指点我一下吗？

欧阳中华

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     实际上adancer 的情况是目前非常有代表性的，仿佛看起来研究的问题很实际，背景明确，出自工程实际，拟定的路线也具体，但问题上手很快就到这个阶段，仿佛马上就可以解决了，只是随着对问题的深入，发现事情不是原本想象的那样. . .

     做研究对象抽象于工程实际，但做研究和做工程完全是两回事：

   做学术是以工程背景提炼出来的问题中研究其中的一些学术问题，并对学术问题的求解有所贡献，为此，需要深入了解学术问题的发展现状，研究问题的物理、数学模型及解法，对问题解进行评判；做学术不需要对整个工程问题有完整的描述，做学术的重要的是提炼问题和对问题的创新，想想博士答辩评语“立题正确、综述全面、理论完善、创新明确”，从没有说解决了工程实际问题。

  做工程显然与做学术有很大区别，那就是不在于理论创新，而是用现有的理论和方法得到最好的工程结果，当然也是需要很好的理论基础，学校学校应该是学生在基础理论上得到很好的锻炼和提升. .
  
    这样，针对问题，建议学习研究一下对应的物理、数学及解法，由此提高相应的水平，且不可借助工具解决问题，如果对本质问题不了解掌握，以后没有发展空间...

adancer

回复 4 # 欧阳中华 的帖子

老师分析的很是精辟。

目前研究无非是向着两个方向，一个是偏向于工程实际，不管你用什么东西，不管你什么理论，能把我这的问题解决了，我就说你行，这也是一些企业公司对乙方最主要的评价依据。 曾听核电某高工对手下的人说过，理论上的东西一时半刻你很难掌握，即使掌握了也不一定能及时的解决问题，他们对自己的要求是：快速的发现问题，快速的找到能解决问题的单位，最终快速的解决问题。

另一个就是偏向于理论研究，把问题研究的很是系统，深入，有理有据，高影响因子文章发的越多越好，这同样需要经济上的支撑，去争取基金，大项目，解决实际工程问题，这样才能保障学术研究的顺利进行，有了这个前提，才有可能在工程问题上提炼出科学问题，做深入的研究。目的要解决问题，但不拘泥于工程，透过现象看本质，掌握不了科学的实质，是不会有大的超越的，只能亦步亦趋跟着别人的脚步走。

其实，做学问，往往只是从一个很小的科学问题上出发，辐射状的涉及到很多东西需要你自己去学，去筛选，最终转化成自己的经验和利器，最终达到锻炼自己的目的。就像我目前的工作，在fluent模拟过程中，每个条件的设置都需要思考，为什么选这个模型，不选其他的模型，这个参数的影响是什么，应该设成什么最好，这是个思考的过程，也就是学习的过程。做学问应该知其然，并知其所以然。有时，条件不允许你在一个科学问题上一直研究下去的，往往做到了最后变成了，谁给钱我就做什么，做完课题就拉倒，能做到有钱的同时，深入研究做学问的变少了。

hooge

做个标记，也许以后会要用

程瑞岩

来支持一下，刚来看得不太明白。

adancer

续上，现在用workbench做了 cfx-ansys 双向耦合，好像还没到模态分析的地步，不知道能做否？

adancer

虽然不能进行模态分析，但是可以计算出不同时刻的振型和相应时刻下的振动频率，不知道这个和模态分析中的有什么差别？

fzk1989

adancer 发表于 2012-7-10 10:47

                               
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虽然不能进行模态分析，但是可以计算出不同时刻的振型和相应时刻下的振动频率，不知道这个和模态分析中的有 ...

这个能得到吗？怎么达到啊，求解。。

adancer

fzk1989 发表于 2012-10-19 10:20

                               
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这个能得到吗？怎么达到啊，求解。。

读入相应阶数的结果 read model 1 2 ... 然后显示出deformed 和  undeformed 的形状，就知道振型了，至于频率，结果文件中就有。大概是这样吧

adancer

再次回归。
CFX 和 transient 流固耦合现在基本搞定了。现在感觉 workbench中的模型建立和网格划分及修改比gambit要好用的多啊。
下一步继续摸索振动的问题。

补充内容 (2013-7-7 21:00):
为了和文献中的数据进行对比，如何做solid体上某点的震动轨迹图？即x轴y轴分别为某一点在x，y方向上的位移

青峰大辉

同学你好，我和你做的问题比较类似，我是用cfx算圆柱绕流，得到的升力阻力如何加载在圆柱上呢~你是在ansys中加载还是用workbench做的~谢谢了

adancer

青峰大辉 发表于 2013-6-17 16:33

                               
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同学你好，我和你做的问题比较类似，我是用cfx算圆柱绕流，得到的升力阻力如何加载在圆柱上呢~你是在ansys中 ...

以前圆柱绕流是在fluent中做的，升力 阻力是系统自动加载上去的，fluent里面有设置监测升力 阻力系数历程图的选项，不是人为加载上去的。现在我用workbench用CFX和structure模块做流固耦合振动了。

coldlai

你的流体对圆管产生的载荷是怎么得到的，你感觉载荷-时间历程通过什么方法得到比较好？具体点，设置步骤大体说一下。