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ADINA流固耦合建模方法

ADINA流固耦合建模方法
尽量采用几何模型做为最初的模型信息输入,而不是单元和网格;
•所有的载荷、边界条件、初始条件施加在几何模型上,而不是节点或单元上面;将流固耦合等边界条件定义在单元上的工作量要远大于几何元素的情况;
•结构模型和流体模型分布建立;结构模型可以包括ADINA Structure模块提供的所有特性;流体模型包括ADINA-Fluid所有特性;ADINA提供了各种流体专用网格生成方法;将结构模型和流体模型分别以dat文件的形式写出;同时将两个dat问题提交给ADINA-FSI求解器进行求解;
•后处理中可以同时或者分开查看结果;
原则:绝不能包含无关紧要的模型细节;
•用正确的边界条件(或其它手段)补偿截断的流场空间;例如没有包括模拟障碍物后面的回流区,需要延长下游流场空间;如果不能包括足够大的流场空间,则需要采用瞬态方式进行求解;
•当结构小到不能影响主要流场特性时,尽量抹除。

一个模型存在错误的原因可能非常多,此时将无法判断从什么方面进行模型的修正。

从节省时间的角度,应该按照下面的进行模型测试过程:
1. 用的你经验或者试验现象分析模型,确定2D/3D?有无可简化部分?可压缩性?技术难点或者无法把握的问题?数值稳定性、存储空间、CPU占用时间的估计;
2. 如可能,用简化模型先测试。

例如采用3D模型前先采用2D模型计算;
3. 采用粗网格并使用能使模型快速求解的材料数据和载荷(例如,高粘度值,低速度,低压力,放松收敛精度等)。

此测试是确认模型具有合理性。

一旦模型出现问题,可以很快查出原因;
4. 如果出现错误,可以查看*.out and *.log文件中的信息;
5. 采用细网格通常更容易收敛;也有可能出现截断误差带来的影响,这样可以通过增大迭代次数、减小载荷增量、使用CFL数获得收敛。

5. 在进行流固耦合计算前,首先分别测试结构模型和流场计算模型;
结构模型测试-在FSI边界施加相当于流体作用的压力;
流体模型测试-将流固耦合边界定义为Wall或者移动的Wall;
6. 当结构和流场模型能够正常求解,采用FSI进行求解;
a)瞬态分析采用合理的初始条件;如果第一步不收敛,关注初始条件可能的影响;
b)有预应力结构,控制预应力施加在FSI耦合之前;(第一步不施加流体载荷)c)先做大步长稳态计算,之后重启动瞬态计算;
d)定义合理的时间步长。

在稳态计算中,时间步长决定了载荷增量;在瞬态问题中,时间步长大小取决于响应周期;
e)当耦合界面位移很小或者很大情况下,不要使用位移收敛条件;如果相互作用力很小,则不要使用力收敛条件;
f)在two-way couplings收敛因此可以在0 和1进行调整:靠近1的数值更快收敛,靠近0的数值更容易收敛。

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