第二章 顺序耦合场分析(6)

aatt,1,1,1 asel,s,area,,2 aatt,2,1,1 asel,all esize,.05

amesh,all! Mesh model nsel,s,loc,x,.1875

d,all,temp,200! Apply thermal loads nsel,s,loc,x,.6 d,all,temp,70 nsel,all,

physics,write,thermal! Write the thermal physics file physics,clear! Clear all bc\

et,1,82,,,1! Switch to structural element, SOLID82 mp,ex,1,30e6! Define structural steel properties mp,aplx,1,.65e-5 mp,nuxy,1,.3

mp,ex,2,10.6e6! Define aluminum structural properties mp,alpx,2,1.35e-5 mp,nuxy,2,.33

nsel,s,loc,y,.05!Apply structural boundary conditions cp,1,uy,all nsel,s,loc,x,.1875 cp,2,ux,all

nsel,s,loc,y,0 d,all,uy,0 nsel,all tref,70

physics,write,struct! Write structural physics file save! Save database finish /solu

physics,read,thermal! Read thermal physics file solve! Solve thermal problem finish /post1

path,radial,2! Define path name and number of path points ppath,1,,.1875! Define path by location ppath,2,,.6

pdef,temp,temp! Interpret temperature to path

paget,path,points! Archive path points in array \plpath.temp! Plot temperature solution finish /solu

physics,read,struct! Read structural physics file

ldread,temp,,,,,,rth! Read in temperatures from thermal run solve! Solve structural problem finish

/post1

paput,path,points,radial! Restore path

pmap,,mat! Set path mapping to handle material discontinuity pdef,sx,s,x! Interpret radial stress pdef,sz,s,z! Interpret hoop stress plpath,sx,sz! Plot stresses

plpagm,sx,node! Plot radial stress on path geometry finish

图2-8 径向及环向应力分布曲线

图2-9 径向应力分布

2.9 使用物理环境方法进行流—固耦合分析的实例

本节中示例一个稳态流体—结构相互作用的问题。此问题将演示如何使非线性大变形结构分析与流体动力学分析进行相互耦合分析，以及如何在物理环境设定中使用NULL单元。

2.9.1 问题描述

流道中有一橡胶垫阻碍水的流动，入口流速为0.35m/s（如图2-10），其他参数将在命令流中详细给出。求解水通过此流道的压力降，以及稳态条件下橡胶垫的变形。

2.9.2分析步骤

建立所要分析的流体及固体区域的模型。对于此问题应当创建三个区域：（a）橡胶垫；(b)环绕橡胶垫的流体区域，要求网格随移；(c)纯流体区域。图2-10描述此模型。

图2-10 分析区域划分

橡胶垫将在流体压力作用下发生变形。变形的大小将显著影响流场的形状。在本例中定义的一个环绕橡胶垫的流体区，用于流体物理环境。通过结构区域的结构分析，获得橡胶垫的位移用于随移环绕橡胶垫的小区域。随后的流体分析使用随移后的网格。流体分析对橡胶垫使用零单元结构分析对流体使用零单元。

下节讨论流固耦合分析的步骤。

2.9.2.1建模

创建整个几何模型，包括流体、橡胶垫区域。

用AATT命令赋予这些面的单元类型编号、材料编号以及实常数编号。表2-3列出编号分配。所有可能是流体区域的材料编号都设定为1。虽然实常数在本例中给出但并不使用。

表2-4 物理环境属性

区域 橡胶垫 流体 2.9.2.2创建流体物理环境

单元类型 3 1 材料 2 1 实常数 2 1 给流体区域分配单元类型及材料属性，如表2-4所示。通过FLDA命令定义材料属性，还要确定迭代次数，激活湍流模型，详见命令流。

表2-4 流体物理环境

区域 橡胶垫 流体 类型 Null type (0) FLUID141 材料 none Viscosity, density 实常数 none none ?施加适当的流体边界条件及载荷，如图2-11所示：

图2-11流体物理环境边界条件

?在本例中，边界条件施加在实体模型边界上。后面的命令流中定义了一个包含橡胶垫底部节点的组元。可以在求解的每一次耦合迭代结束时列出这些节点

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