模拟矩形板在水流冲击下的响应分析
案例概括

项目介绍

该项目模拟矩形板在水流的冲击下的响应分析,涉及到Fluent内置流固耦合的设置。通过流固耦合的方法,能够准确模拟流体和固体之间相互作用的复杂现象,例如流体对固体的冲击、固体在流体中的振动或变形等。这种双向耦合关系在许多实际应用中非常重要,单独的流体力学或结构力学分析往往无法全面描述系统行为。通过流固耦合,可以更精确地预测系统在实际运行中的性能和响应。

应用领域

①航空航天

机翼颤振分析:模拟气流与机翼的相互作用,预测颤振临界速度,优化气动设计。
火箭燃料箱晃动:研究液体燃料在加速/减速时对箱体的动态压力。
降落伞展开:分析空气阻力与柔性伞衣的耦合变形。
②土木与建筑工程

桥梁风振:评估大风下悬索桥、斜拉桥的振动(如塔科马海峡大桥事故分析)。
高层建筑抗风:模拟风荷载对建筑幕墙和支撑结构的动态影响。
海洋平台波浪载荷:研究海浪对海上钻井平台的冲击与结构响应。
③能源工程

风力发电机叶片:分析气动载荷与叶片柔性变形的耦合效应,优化叶片材料与形状。
核电站冷却系统:冷却剂流动与管道振动的安全性评估。
水力发电涡轮机:水流压力脉动对转轮结构的疲劳影响。

计算方法

①模型设置

湍流模型采用标准的k-epsilon进行模拟,因为涉及到流固耦合,因此需要打开结构模块(注意:二维流固耦合模拟不支持在Workbench平台下操作)。

②边界条件

③动网格设置

④位移检测




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