Abaqus流固耦合實例-模擬洗衣機轉動

2016-11-14  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

例子的來源是Abaqus CLE的官方教程。其實就是個滾筒洗衣機帶著洗衣機里的水一起轉的問題。

1. 分別為Eulerian domain和Lagrangian domain建立兩個part

建立Lagrangian domain的Part,類型設置為Discrete rigid,并設置Reference Point。

建立Eulerian domain的Part,類型設置為Eulerian,要注意Eulerian domain和Lagrangian domain要保證有重疊的部分,這是一種弱耦合,數據在兩個區域間拋來拋去,所以網格要有重疊部分。這導致在Eulerian domain里有的部分是有材料的,有的地方是沒有材料的。為了之后設置材料分布時候方便,要把part實現劃出幾個輔助的partition。黃色虛線是在劃分partition時,為了指明Extrude/Sweep方向用到的輔助坐標軸。

2. 定義水的材料屬性
選擇狀態方程模型EOS中Us-Up,設置聲速c0=1483m/s;密度為1000kg/m3;粘度為0.001kg/ms。并把截面屬性賦給Eulerian domain。

3. 把兩個Part組裝起來

4. 新建一個Step-1

5. 為Eulerian domain和Lagrangian domain劃分網格

6. 設置接觸

新建一個Contact Property,因為不是普通的面和面的接觸,水中的任何的一個部分可能在流動區域里的任何一個地方和Lagrangian domain接觸,設置Tangential Behavior為Rough,賦給水和洗衣機之間的關系。新建一個Interaction,把剛才的Contact Property賦給它。

更重要的是設置接觸的兩個Surface。其中一個Surface是Lagrangian domain部分的內側面,為Geometry類型,另一個Surface是Eulerian domain的全部網格,為Mesh類型。

7. 加載Load

為全模型加載重力場。

為Eulerian domain施加一個Boundary Conidition,為了在前后兩個方向限制住水,限制要覆蓋所有水可能會流到的區域。水運動到這個區域就讓它的z方向速度變為0,這樣水就不會流出洗衣機。

下面為Lagrangian domain施加Boundary Condition,讓洗衣機轉動,在1s內轉動3個弧度,分別在Initial和Step-1設置BC-2。

最后設置在Eulerian domain的材料填充,雖然已經把水的材料的截面屬性賦給了整個Eulerian domain區域,但是默認情況下所有Eulerian domain都是Void,即沒有材料(下圖中材料為0,Void為1),這也是在新建Eulerian截面屬性的時候,出現這兩個材料的原因。

為Eulerian domain的Part中初始存在水的部分設置Predefined Field材料。為初始存在水的partition新建一個Set,在Part的這個set中設置材料為1,Void為0,其他部分不用設置,依然是默認的材料為0,Void為1,即沒有材料填充。

8. 設置Field Output Request

尤其要選中Volume/Thickness/Coordinates中的EVF,element volume fraction,為了觀察水的流動。

9. 提交Job計算

10. 后處理

在Result-Field Output設置顯示EVF_VOID看液體的流動。

紅色部分void為1,沒有水,藍色部分void為0,有水。

為了讓顯示的更加清晰,設置不顯示沒有水的Eulerian domain區域。

將閾值改為100%,Spectrums改為Blue to red。

設置ODB Display Options和Options-Common,讓結果顯示為理想狀態。最后將動畫結果存儲為avi格式,Animate-History Time,Save As。File-Print存儲截圖。

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