耀唐解讀

隨著CAE仿真的發展和普及，企業需要的仿真內容越來越豐富，也可以說越來越復雜。單一的分析已經滿足不了企業的需求，往往是需要多個學科共同考慮，諸如結構分析、流體分析、電磁分析、聲學分析和熱分析等。

在仿真市場，結構分析占據幾乎一半以上的市場，而流體分析作為第二大類占據四分之一甚至三分之一市場份額，而結構流體分析往往又相互影響——流固耦合分析也成為許多企業不可回避的一個仿真問題。

本文以Tutorial中柔性桿潰壩的例子詳細展示Abaqus-XFlow的流固耦合分析

(資料圖)

一般而言，流體分析的壓力載荷往往會對結構產生影響，但結構變形不大的情況下，對流體影響可以忽略，這種情況我們一般稱為單向流固耦合或者弱流固耦合，許多軟件都可以勝任。但如果結構變形較大的話，流道的變形就不可忽略了，這個時候我們需要的是強流固耦合或雙向流固耦合，也就是在計算過程中，流體軟件和結構軟件需要經常交互結果。

鑒于Abaqus本身的強非線性分析能力以及XFlow的簡潔操作，Abaqus-XFlow耦合可以說優于大多數流固耦合分析。

我們用一個簡單的例子給大家展示下Abaqus-XFlow的流固耦合分析： Tutorial中的柔性桿潰壩。

01建立柔性桿Abaqus中建立一個柔性桿，定義結構分析需要的材料屬性（密度/彈性模量/泊松比），底部面定義固定約束，整個桿外表面網格定義集合，用于流固耦合交互面的定義Interaction：Fluid-Structure Co-simulation boundary，定義顯式動力學分析類型（XFlow是完全瞬態分析），求解時間需與后面XFlow中定義完全一致。創建求解job后輸出inp文件。 02修改inp文件

Abaqus-XFlow的耦合文件需要通過xml文件關聯，交互數據的關鍵字需要在inp文件中補充定義，不支持GUI，下列關鍵字后添加耦合面的定義。

03導出模型，導入XFlow

Abaqus中導出零件網格模型Stl格式，用于接下來的XFlow軟件中幾何實體導入。

XFlow軟件操作比較簡單，固化下來的幾個操作頁：Envionment、Materials、Geometry、Simulation和Postprocessing。

Environment 定義3D，自由液面內流場，高級選項定義結構聯合仿真分析軟件Abaqus，接口1024等默認其它選項，流體初始域使用條件語句定義；

Materials操作頁面定義材料為水；

Geometry定義合適的流體計算域尺寸，左右側面定義自由滑移邊界條件，其它面默認為壁面邊界； Geometry頁面繼續導入Abaqus中導出的柔性桿Bar.stl格式模型，定義結構耦合雙向(two way)；

Simulation頁面定義求解時間，格子尺寸等，其中仿真時間與Abaqus必須一致，網格也盡量一致，不然容易出現奇異變形網格。

04聯合仿真定義聯合仿真的xml文件有現成的模板，對應的分析項目修改里面的幾個參數，比如耦合面集合的名稱，聯合仿真的求解時間等。 05流固耦合求解這里需要XFlow軟件配合dos窗口命令來執行，實際上是在XFlow GUI里求解流固耦合分析， Abaqus求解器處于后臺計算，結構分析通過inp文件來參與。XFlow中點擊求解運行后，根據提示在dos窗口（定位到當前項目文件所在文件夾）中輸入以下兩個命令。 06查看結果流體結果可以直接在XFlow GUI界面調取，結構結果需要通過Abaqus/CAE或viewer調取odb結果文件。

以上只是一個簡單的Abaqus-XFlow流固耦合的例子，更復雜的工況或模型的設置相差不多，只不過需要分別保證結構分析的收斂性和流體分析的收斂性，然后才能得到理想的流固耦合結果。

如果對于以上案例或軟件應用比較感興趣，可以聯系我們，我們提供完整的軟件培訓、咨詢服務和項目合作。

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