2022年ansysworkbench血管流固耦合分析实例.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -Ansys14 workbench 血管流固耦合实例依据收集的一些资料,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,仅是熟识流固耦合分析过程,不肯定正确,仅供参考,期望大家多争论；感谢！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 FluidFlowfluent-static structure. 中选 custom syst

2、em ,双击 FSI: 图 2 运算工程3、修改 engineering data ,由于系统缺省材料是钢,需要构建血管材料,如图 第 1 页,共 11 页 - - - - - - - - - 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,最终在主菜单中点击“update project” 储存 . 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -图 3 修改工程材料 4、模型导入,进入 gemetr

3、y 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,挑选 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；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -图 5 进入网格划分细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - -

4、 - - - - - - 第 3 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -图 6 禁用血管模型6、设置网格方法；默认是采纳 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 最终出网格细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 11 页 -

5、- - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -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 ,挑选 edit ,进入 fluent ；这里设置瞬态运算,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,采纳 k-e 湍流模型；瞬态细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 11 页 - - - - - -

6、- - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -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中设置设置近似； 第 6 页,共 11 页 运算时记录入口边界压力的变化,如图12 所示,与 profile细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归

7、纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -图 12 入口压力变化运算完后查看 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；细心整理归纳 精选学习资料 图 13 fluid_interface面上压力分布 第 7 页,共 11 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -图 14 中间平面（对称面）的压力与速度图 15 流线细心整理

8、归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -8、关闭 fluent ,进入 Static Structure 树形节点上,禁用血液运算区域；的 model,如图 16 所示；留意 geometry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,血管几何挑选内圆面,CFD surface 挑选预先设置的 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

9、图 17 所示；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -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；进行运算；运算结果如图 18 所示；图 18 血管一端约束细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -应力变形 图 19 运算结果 10、总结 在 ansys14workbench 中进行流固耦合 （FSI）运算相当简洁, 但这仅是单向耦合,假如实现双向耦合的话仍是比较复杂的；运算过程仅供参考,经不起专家的推敲啊,有建议发邮件给我啊,感谢！细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页,共 11 页 - - - - - - - - -