(完整word版)ansys14workbench血管流固耦合分析实例.doc

Ansys14workbench血管流固耦合实例
根据收集的一些资料，进行学习后，试着做了这个ansys14workbench的血管流固耦合模拟，感觉能够耦合上，仅是熟悉流固耦合分析过程，不一定正确，仅供参考，希望大家多讨论。谢谢！
1、先在proe5中建立血管与血液流体区的模型（两者装配起来），或者直接在workbench中建模。

图1模型图
2、新建工程。在workbench中toolbox中选customsystem，双击FSI:FluidFlow(fluent)->staticstructure.

图2计算工程
3、修改engineeringdata，因为系统缺省材料是钢，需要构建血管材料，如图3所示。先复制steel，而后修改密度1150kg/m3，杨氏模量4.5e8Pa，泊松比0.3，重新命名，最后在主菜单中点击“updateproject”保存.

图3修改工程材料
4、模型导入，进入gemetry模块，import外部模型文件。

图4模型导入图
5、进入FLUENT网格划分。
在workbench工程视图中的Mesh上点击右键，选择Edit…，如图5所示，进入网格划分meshing界面，如图6所示。我们这里需要去掉血管部分，只保留血液几何。

图5进入网格划分

图6禁用血管模型
6、设置网格方法。
默认是采用ICEMCFD进行网格划分，设置方式如图7所示，截面圆弧边分为12份，纵截面的边均分为10份，网格结果如图8所示。另外在这个界面中要设置边界的几何面，如inlet、outlet、symmetry
图7设置网格划分方式

图8最终出网格

图9边界几何
7、进入fluent
图10进入fluent
关闭mesh，回到fluent工程窗口，右键点击setup，选择edit…，进入fluent。这里设置瞬态计算，流体为血液（密度1060，动力粘度0.004pas），入口压力波动（用profile输入），出口压力0Pa，采用k-e湍流模型。
瞬态
血液材质
入口压力波动profile。
((inletpresstransient70)
(time00.0040.0050.0060.010.0150.03)
(pressure0150017001500000)
)
入口边界
图11Fluent中设置
计算时记录入口边界压力的变化，如图12所示，与profile设置近似。

图12入口压力变化
计算完后查看fluid_interface面上压力分布（可以分步看），如图13所示。中间平面的压力与速度如图14所示。流线如图15所示。

图13fluid_interface面上压力分布

图14中间平面（对称面）的压力与速度

图15流线
8、关闭fluent，进入StaticStructure的model，如图16所示。注意geometry树形节点上，禁用血液计算区域。
图16禁用流体区域
8、导入流体载荷
如图17所示，插入流体载荷，血管几何选择内圆面，CFDsurface选择预先设置的inface面，就是将inface的压力数据传递给血管的内圆面。导入流体载荷后的模型如图17所示。

图17插入流体载荷
9、设置固体约束
约束血管一端为fixed，如图18所示。进行计算。计算结果如图18所示。

图18血管一端约束
应力

变形
图19计算结果
10、总结
在ansys14workbench中进行流固耦合（FSI）计算相当简单，但这仅是单向耦合，如果实现双向耦合的话还是比较复杂的。
计算过程仅供参考，经不起专家的推敲啊，有建议发邮件给我啊，谢谢！