弹性血管流固耦合教程与心得.docVIP

基于Ansys12.0的Workbench血管流固耦合之最详尽小火车之旅 Workbench, 血管, 小火车, 耦合Workbench, 血管, 小火车, 耦合 承蒙“水若无痕”版主信任，我把我做过的血管流固耦合以小火车的形式发出来，与大家共同讨论学习。首先概述一下： 1：血管建的比较短，这样单元会少些，调试比较方便，但效果可能没官方视频的好看，但原理步骤没错就行 2：原来流体为自己建的Blood，为可压缩流体，我自己试了下，用Water也可以，所以就简化了建新材料这一步 3：我用的是Ansys12.0版本，我建的模型保存成多种格式，欢迎大家下载做着玩玩 图1 geometry.rar (31.03 KB) A：首先打开Ansys Workbench 拖出各个模块，连接关系如下图： 实际上可以在Transient Structural的setup上面点右键，transfer data to new simulation FLOW(CFX)同样可以建立新的CFX分析模块，而且不用自己连线，本图 图 2 B：可双击Engineering Data编辑材料，因为进入Ansys结构部分设置时候要用到血管材料，默认是结构钢，太硬了，所以要自己重新设材料，这点很重要！ 图3的这个对号加小箭头的状态只调试出来一次，其他的都没弄出来过，索性全部给updata了 图 3 C：单击我画的第一个大圈（左列），右击我画的第二个大圈（左列）——Duplicate，复制一个同种材料。在复制的材料后面框里有链接，这个链接是链接到材料库的，右键把链接打断，我是这么做的。如果双击Engineering Data看不到我图中的界面的话，可以在主菜单中——View——Properties以及接下来的两个选项给选上就可以看见了。改好材料后可以把对新材料重命名，用右键。然后再主菜单上点击update project，材料就可以在材料设置里用了。 图 4 D：更改密度，杨氏模量，和泊松比。重命名。上一步给出了怎么保存修改结果 图 5 E：这个是Ansys model部分，这里是不需要用到流体部分的，不需要删掉，只要右键对它Suppress就可以了。单击Pipe，可以在下面设置材料 图6也不是必须空缺Analysis Settings，如果这里不给出，到CFX中会提示错误，但是没有任何影响，在CFX里面设置就可以 遵照教程，是在CFX中给出的 图 6 F：对血管加约束，可以把两端完全约束，对称面部分在垂直面内不可运动，也可以所有平面部分都完全约束，这个没关系，都可以计算。 图 7 G：右键插入流固耦合面，当然就是流体固体接触面了 图 8 H：注意还要指定fsi需要求解什么量，我这里给出了要求Von mises和全部变形，也就是在CFX-POST中可以看到固体的神马结果，否则只能观察流体的输出结果。 然后要保存*.inp文件（如果将structural中的setup cell updata的话，保存inp文件不是必须的），这个就是进行流固耦合的Ansys部分求解文件，保存时如果Tools菜单下保存按钮不可用可以点一下下面的——solution，当然做这个之前保证各部分设好了： 1）只有血管壁模型有效； 2）划分网格，这个网格与流体部分是独立的，没有形状要求； 3）施加约束； 4）定义流固耦合面； 5）设置Ansys求解项；最后保存就好了 图 9 I：打开CFX，由于是在Workbench下运行的，所以模型都是直接自动导入的（不包括Ansys结构文件），下图是我设置好的概图 图 10 J：Analysis Type的设置，看我在图中画的圈，仔细设置，一般不会有错。这里要设置为流固耦合瞬态分析，导入之前保存好的Ansys结构输入文件。 如果在前面将structural中的setup updata的话，图11第一个圈这里将会出现ds.dat的文件，是由固体自动传过来的。如果没有updata的话，这里可以导入之前写好的inp文件。 图 11 K：Default Domain设置，注意要选择材料 图 12 L：建立一个表达式，我的图里面建了三个，第一个是我建Blood材料用的可压缩材料的密度函数，为了简化，用水也可以，所以大家不用写这个。只要第二个Pin，这是要用的一个脉冲压强，给血管一个脉冲。建好后检查函数曲线——M图。 材料属性 Blood 设置Thermodynamic State为Liquid 在Material Properties按钮,设置 – Molar Mass为1 kg mol^-1 – Density为表达式den –勾上Specific Heat Capacity并设置Specific Heat Capacity为4200 J kg^1 K^-1 Mini