双向流固耦合两种计算方法的比较

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1、天津大学硕士学位论文双向流固耦合两种计算方法的比较姓名：吴云峰申请学位级别：硕士专业：固体力学指导教师：崔玉红20090501中文摘要流固耦合作用的研究在航空、航天、水利、建筑、石油、化工、海洋以及生物领域都有着十分重要的意义。如液体晃动对火箭飞行稳定性的影响，大型贮液管在地震激励作用下产生的流固耦合作用，液体湍振对输液管道的影响。随着科学技术的不断发展，处理流固耦合的方法逐渐成熟和完善，因此越来越多的研究人员投入到流固耦合的研究中。由于前人在用ANSYS+FLUENT方法，考虑有限变形情况下，在计算某些模型的过程中，网格出现了严重的破坏和扭曲，从而导致计算不能收敛，本文是在此基础上提出了可

2、以解决的方法。即通过编写UDF程序采用动网格，实现稳态情况下ANSYS+FLUENT求解。同时，进一步采用ANSYS+CFX耦合方法实现稳态求解，并用两种方法对同一模型在不同参数条件下的结果进行比较。采用两种方法计算发现，在雷诺数很低的情况下，两种方法与理论公式相差很小；在雷诺数增大时，网格数增加和收敛精度提高时，计算结果会有进一步提高，不论是小变形还是有限变形计算，模型的网格尺寸、网格质量及求解收敛精度对计算结果都有明显影响。最后，计算了方形孔支架的部分算例，发现流固耦合与非流固耦合两种情况下的各种计算结果相差很大，并且孔隙率和孔半径对计算结果也会有很大影响。关键词：流固耦合ANSYS+F

3、LUENTUDFANSYS+CFX方形孔支架ABSTRACTThestudiesonfluid-solidinteractionplayanimportantpartintheaviation，aerospace，waterconservancy,construction，petroleum，chemical，marineandbiologicalfields．Forexample，theeffectofliquidsloshingonthestabilityoftherocketflight，thefluid—solidinteractionofalargereservoirunderse

4、ismicexcitation，theimpactofliquidturbulentvibrationonthepipeinfusion．Withthecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,thefluid-solidinteractionmethodsbecomematureandperfect，SOallincreasingnumberofresearcherspaymoreattentiontothestudiesoffluid．solidinteraction．‘·Consideringthepreviouscaseoffinited

5、eformationinthecalculationofcertainmodels，whichthegridshavesomeseriousdamageanddistortionintheuseofANSYS+FLUENTmethodandthecalculationcannotbeconverged．Onthisbasisthearticlemakesanreasonablesolution，thatis，throughwritingtheUDFproceduresfortheuseofdynamicgrid，toachieveANSYS+FLUENTsolutionundersteady

6、—stateconditions．Furthermore，ANSYS+CFXcoupledmethodisalsousedforsolvingsteady-state，andtwowaysareusedtocomparetheresultsforthesamesimulationindifferentparametersconditions．CalculationresultsshowthatthecaseoflowReynoldsnumber，betweenthetwomethodsandthetheoreticalformulahasaverysmalldifference．AstheR

7、eynoldsnumberincreasesing，whenthegridsofmodelarerefinedandconvergenceaccuracyisimproved，thecalculationaccuracyisimprovedapparently．Intheconditionofsmalldeformationandfinitedeformation．itcanbeseeninthetwomet