ANSYS声场分析中的单元选择问题简介

weixin

　　ANSYS声场分析所依据的有限元方程如下：

　　其中，方程左边的积分符号内部涉及到压力(及其导数)和位移(的二阶导数)两个自变量;而方程右边则与质量源(及其变化率)有关。

　　在使用有限元方法进行离散后，方程中所包含的基本变量应该是压力和位移。因此，ANSYS提供了下述声场单元，每个单元所包含的节点自由度是位移(UX、UY、UZ)和压力(PRES)。

　　1、FLUID29单元
　　4节点平面单元，每个节点包含UX、UY、PRES。

　　2、FLUID129单元
　　2节点的无限线单元，每个节点包含PRES一个自由度。它是FLUID29单元的伴随单元。

　　3、FLUID30单元
　　8节点空间单元。每个节点包含UX、UY、UZ、PRES四个自由度。

　　4、FLUID220单元
　　20节点空间单元。每个节点包含UX、UY、UZ、PRES四个自由度。

　　5、FLUID221单元
　　10节点四面体单元。每个节点包含UX、UY、UZ、PRES四个自由度。

　　6、FLUID130单元
　　三维8节点曲面单元。每个节点包含PRES一个自由度。它是FLUID30、FLUID220、FLUID221的伴随单元。

　　评论

　　ANSYS提供的声场分析单元主要包含两类：平面单元和空间单元。而对于每一类单元，它又分为两类：域单元和无限边界单元。列表如下：

　　从上述表格可以看到，在选择单元的时候，首先应该根据问题确定是平面问题还是空间问题，从而选用不同的单元类型;其次根据是否要模拟无限边界，确定是否使用FLUID129，FLUID130。

　　如果是三维问题，当空间形状规则时，优先使用FLUID30和FLUID220;空间形状不规则时，使用FLUID221。更进一步，对于规则的空间形状，FLUID30是线性单元，而FLUID220是高阶单元。

　　每个域单元一般包含位移自由度和压力自由度，但是也可以只包含压力自由度。当该单元用于模拟纯粹的流体时，它可以只包含压力自由度;当该单元用于模拟流体结构的边界时，则它需要同时包含压力自由度和位移自由度。无限边界单元只包含压力自由度。


　　来源：新浪宋博士的博客