ansys14workbench血管流固耦合分析實(shí)例

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1、Ansys14workbench血管流固耦合實(shí)例根據(jù)收集的一些資料，進(jìn)行學(xué)習(xí)后，試著做了這個(gè)ansys14workbench的血管流固耦合模擬，感覺(jué)能夠耦合上，僅是熟悉流固耦合分析過(guò)程，不一定正確，僅供參考，希望大家多討論。謝謝！1、先在proe5中建立血管與血液流體區(qū)的模型（兩者裝配起來(lái)），或者直接在workbench中建模。圖1模型圖2、新建工程。在workbench中toolbox中選customsystem，雙擊FSI:FluidFlow(fluent)->staticstructure.圖2計(jì)算工程3、修改engineeringdata，因?yàn)橄到y(tǒng)缺省材料是鋼，需要構(gòu)建血管材

2、料，如圖3所示。先復(fù)制steel，而后修改密度1150kg/m3，楊氏模量4.5e8Pa，泊松比0.3，重新命名，最后在主菜單中點(diǎn)擊“updateproject”保存.圖3修改工程材料4、模型導(dǎo)入，進(jìn)入gemetry模塊，import外部模型文件。圖4模型導(dǎo)入圖5、進(jìn)入FLUENT網(wǎng)格劃分。在workbench工程視圖中的Mesh上點(diǎn)擊右鍵，選擇Edit…，如圖5所示，進(jìn)入網(wǎng)格劃分meshing界面，如圖6所示。我們這里需要去掉血管部分，只保留血液幾何。圖5進(jìn)入網(wǎng)格劃分圖6禁用血管模型6、設(shè)置網(wǎng)格方法。默認(rèn)是采用ICEMCFD進(jìn)行網(wǎng)格劃分，設(shè)置方式如圖7所示，截面圓弧邊分為12份，縱

3、截面的邊均分為10份，網(wǎng)格結(jié)果如圖8所示。另外在這個(gè)界面中要設(shè)置邊界的幾何面，如inlet、outlet、symmetry圖7設(shè)置網(wǎng)格劃分方式圖8最終出網(wǎng)格圖9邊界幾何7、進(jìn)入fluent圖10進(jìn)入fluent關(guān)閉mesh，回到fluent工程窗口，右鍵點(diǎn)擊setup，選擇edit…，進(jìn)入fluent。這里設(shè)置瞬態(tài)計(jì)算，流體為血液（密度1060，動(dòng)力粘度0.004pas），入口壓力波動(dòng)（用profile輸入），出口壓力0Pa，采用k-e湍流模型。瞬態(tài)血液材質(zhì)入口壓力波動(dòng)profile。((inletpresstransient70)(time00.0040.0050.0060.010

4、.0150.03)(pressure0150017001500000))入口邊界圖11Fluent中設(shè)置計(jì)算時(shí)記錄入口邊界壓力的變化，如圖12所示，與profile設(shè)置近似。圖12入口壓力變化計(jì)算完后查看fluid_interface面上壓力分布（可以分步看），如圖13所示。中間平面的壓力與速度如圖14所示。流線如圖15所示。圖13fluid_interface面上壓力分布圖14中間平面（對(duì)稱(chēng)面）的壓力與速度圖15流線8、關(guān)閉fluent，進(jìn)入StaticStructure的model，如圖16所示。注意geometry樹(shù)形節(jié)點(diǎn)上，禁用血液計(jì)算區(qū)域。圖16禁用流體區(qū)域8、導(dǎo)入流體載荷

5、如圖17所示，插入流體載荷，血管幾何選擇內(nèi)圓面，CFDsurface選擇預(yù)先設(shè)置的inface面，就是將inface的壓力數(shù)據(jù)傳遞給血管的內(nèi)圓面。導(dǎo)入流體載荷后的模型如圖17所示。圖17插入流體載荷9、設(shè)置固體約束約束血管一端為fixed，如圖18所示。進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如圖18所示。圖18血管一端約束應(yīng)力變形圖19計(jì)算結(jié)果10、總結(jié)在ansys14workbench中進(jìn)行流固耦合（FSI）計(jì)算相當(dāng)簡(jiǎn)單，但這僅是單向耦合，如果實(shí)現(xiàn)雙向耦合的話還是比較復(fù)雜的。計(jì)算過(guò)程僅供參考，經(jīng)不起專(zhuān)家的推敲啊，有建議發(fā)郵件給我啊，謝謝！