TCFD軟件現(xiàn)已全面升級(jí)為TCAE軟件，升級(jí)后軟件包括TMESH、TCFD、TFEA等功能模塊，在同一個(gè)軟件界面中可以快速便捷的進(jìn)行網(wǎng)格劃分、流體仿真計(jì)算、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真計(jì)算、流固耦合仿真計(jì)算及后處理等工作，能夠大幅提升仿真分析工作效率。
下面將對(duì)采用TCAE進(jìn)行的懸臂球體流固耦合計(jì)算案例進(jìn)行介紹。
Beam-Ball 流固耦合分析
本文采用TCAE軟件對(duì)懸臂梁上球體在氣流作用下的變形情況進(jìn)行了流固耦合仿真分析。球體及梁模型如下圖所示：
基本參數(shù)如下：
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將Beam-ball模型文件導(dǎo)入TCAE軟件中，進(jìn)行網(wǎng)格劃分及流固耦合仿真計(jì)算。所有的網(wǎng)格劃分及仿真設(shè)置均在TCAE圖形界面中完成。TCAE模擬工作流程是完全自動(dòng)化的，在設(shè)置完網(wǎng)格參數(shù)、流體邊界及結(jié)構(gòu)模型約束、材料屬性等條件后，可以一鍵啟動(dòng)全部仿真計(jì)算，并生成相應(yīng)分析報(bào)告。
TCAE由不同的軟件模塊組成。數(shù)值模擬順序如下：模型→CFD網(wǎng)格→FEA網(wǎng)格→CFD模擬→FSI→FEA模擬→報(bào)告。軟件中TMESH模塊創(chuàng)建適用于CFD和FEA的網(wǎng)格從而為仿真做準(zhǔn)備。TCFD模塊運(yùn)行CFD模擬并輸出CFD結(jié)果報(bào)告。TFEA模塊進(jìn)行FSI轉(zhuǎn)換，運(yùn)行FEA模擬，并輸出FEA結(jié)果報(bào)告。由于模型為對(duì)稱模型，仿真中采用一半模型進(jìn)行計(jì)算。
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CFD仿真由TCAE軟件中TCFD模塊進(jìn)行。
時(shí)間項(xiàng): 穩(wěn)態(tài)
壁面處理:壁面函數(shù)
物理模型:不可壓
湍流強(qiáng)度: 1%
壁面粗糙度: 無(wú)
工質(zhì): Air
入口: 速度30 m/s
參考?jí)毫? 1atm
出口: 靜壓0 Pa
動(dòng)力粘度: 1.8× 10^5 Pa⋅s
湍流模型:k-omegaSST
氣體密度: 1.2kg/m^3
FEA數(shù)值模擬建立
FEA仿真由TCAE軟件中TFEA模塊進(jìn)行。
梁及球的材料：鋼
材料密度：7800 kg /m^3
材質(zhì)結(jié)構(gòu)：各向同性
楊氏模量：2.1E11 Pa
泊松比：0.3
約束：梁底部固定
數(shù)值計(jì)算
進(jìn)行網(wǎng)尺寸、流體仿真及結(jié)構(gòu)仿真條件設(shè)置后，可以一鍵啟動(dòng)全部計(jì)算，軟件將自動(dòng)進(jìn)行流體域、固體域網(wǎng)格劃分，流體仿真計(jì)算，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)仿真計(jì)算，結(jié)果處理及報(bào)告生成等工作。
其中最大變形相差大約5％，最大應(yīng)力相差約10％，具有較高的仿真精度，符合預(yù)期效果。
下圖顯示了變形的梁應(yīng)力大小和位移大小（其中變形放大十倍，以更好地顯示變形效果）。
可以看到通過(guò)TCAE進(jìn)行流固耦合仿真分析，具有較高的分析精度，同時(shí)計(jì)算設(shè)置簡(jiǎn)單便捷，軟件能夠自動(dòng)進(jìn)行流體及結(jié)構(gòu)仿真數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，降低流固耦合仿真應(yīng)用門檻，提高仿真工作效率。
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上一條：AICFD — 智能熱流體仿真軟件，正式發(fā)布！
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