ansys14workbench血管流固耦合分析实例.pdf

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1、v1.0 可编辑可修改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1v1.0 可编辑可修改3、

2、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，泊松比，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。2v1.0 可编辑可修改在 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

3、分3v1.0 可编辑可修改图 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4v1.0 可编辑可修改图 8 最终出网格图 9 边界几何7、进入 fluent5v1.0 可编辑可修改图 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

4、粘度），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6v1.0 可编辑可修改血液材质入口压力波动 profile。(inletpress transient 7 0)(time 0(pressure 0 1500 1700 1500 0 0 0)入口边界7v1.0 可编辑可修改图 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

5、。8v1.0 可编辑可修改图 13 fluid_interface 面上压力分布图 14 中间平面（对称面）的压力与速度9v1.0 可编辑可修改图 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10v1.0 可编辑可修改如图 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。11v1.0 可编辑可修改图 18 血管一端约束应力12v1.0 可编辑可修改变形图 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！13