血管流固耦合分析实例.docx
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血管流固耦合分析实例
Ansys14workbench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。
1
图1模型图
2、新建工程。
在workbench中toolbox中选customsystem,双击FSI:
FluidFlow(fluent)->staticstructure.
图2计算工程
3、修改engineeringdata,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“updateproject”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。
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图5进入网格划分
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图6禁用血管模型
6设置网格方法。
默认是采用ICEMCFD进行网格划分,设置万式如图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
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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
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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。
General
瞬态
血液材质
入口压力波动profile。
((inletpresstransient70)
(time00.0040.0050.0060.010.0150.03)(pressure0150017001500000)
入口边界
图11Fluent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
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图12入口压力变化
面上压力分布(可以分步看)中间平面的压力与速度如图14所示。
流线如图15所示。
图13fluidinterface面上压力分布
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8、关闭fluent,进入StaticStructure的model,如图16所示。
注意geometry树形节点上,禁用血液计算区域。
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CFDResultsFile
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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,CFDsurface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
变形
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!