ansys14workbench血管流固耦合分析实.pdf

Ansys14 workbench 血管流固耦合实例根据收集的一些资料，进行学习后，试着做了这个ansys14workbench 的血管流固耦合模拟，感觉能够耦合上，仅是熟悉流固耦合分析过程，不一定正确，仅供参考，希望大家多讨论。谢谢！1、先在 proe5 中建立血管与血液流体区的模型（两者装配起来），或者直接在workbench 中建模。图 1 模型图2、新建工程。在 workbench 中 toolbox中选 custom system，双击 FSI:FluidFlow(fluent)-static structure.图 2 计算工程3、修改 engineering data，因为系统缺省材料是钢，需要构建血管材料，如图3 所示。先复制 steel，而后修改密度 1150kg/m3，杨氏模量 4.5e8Pa，泊松比0.3，重新命名，最后在主菜单中点击“update project”保存.图 3 修改工程材料4、模型导入，进入gemetry 模块，import 外部模型文件。图 4 模型导入图5、进入 FLUENT 网格划分。在 workbench 工程视图中的 Mesh上点击右键，选择 Edit，如图 5 所示，进入网格划分 meshing 界面，如图 6所示。我们这里需要去掉血管部分，只保留血液几何。图 5 进入网格划分图 6 禁用血管模型6、设置网格方法。默认是采用 ICEM CFD进行网格划分，设置方式如图7 所示，截面圆弧边分为12份，纵截面的边均分为10 份，网格结果如图8 所示。另外在这个界面中要设置边界的几何面，如inlet、outlet、symmetry 图 7 设置网格划分方式图 8 最终出网格图 9 边界几何7、进入 fluent 图 10 进入 fluent 关闭 mesh，回到 fluent工程窗口，右键点击 setup，选择 edit，进入 fluent。这里设置瞬态计算，流体为血液（密度1060，动力粘度 0.004pas），入口压力波动（用 profile输入），出口压力0Pa，采用 k-e 湍流模型。瞬态血液材质入口压力波动 profile。(inletpress transient 7 0)(time 0 0.004 0.005 0.006 0.01 0.015 0.03)(pressure 0 1500 1700 1500 0 0 0)入口边界图 11 Fluent中设置计算时记录入口边界压力的变化，如图12 所示，与 profile设置近似。图 12 入口压力变化计算完后查看 fluid_interface面上压力分布（可以分步看），如图13 所示。中间平面的压力与速度如图14 所示。流线如图 15 所示。图 13 fluid_interface面上压力分布图 14 中间平面（对称面）的压力与速度图 15 流线8、关闭 fluent，进入 Static Structure的 model，如图 16 所示。注意 geometry树形节点上，禁用血液计算区域。图 16 禁用流体区域8、导入流体载荷如图 17 所示，插入流体载荷，血管几何选择内圆面，CFD surface 选择预先设置的 inface面，就是将 inface的压力数据传递给血管的内圆面。导入流体载荷后的模型如图 17 所示。图 17 插入流体载荷9、设置固体约束约束血管一端为 fixed，如图 18 所示。进行计算。计算结果如图18所示。图 18 血管一端约束应力变形图 19 计算结果10、总结在 ansys14workbench 中进行流固耦合（FSI）计算相当简单，但这仅是单向耦合，如果实现双向耦合的话还是比较复杂的。计算过程仅供参考，经不起专家的推敲啊，有建议发邮件给我啊，谢谢！