COMSOL双向流固耦合-竖板震荡仿真

本案例是在ANSYS自带案例的基础上,利用COMSOL软件进行仿真,只注重于方法的实现,没有对于二者具体求解结果进行对比。

案例描述:

        高1m,厚度0.06m的弹性板固定在底面上,在初始0.5s时间内,对板面施加100Pa的力,板子受力后弯曲。然后撤销力,板子回弹不断震荡。四周是无风状态。本案例仿真此竖板的受力运动过程引起附近空气的震荡,以及空气阻力对板子运动状态的影响。

COMSOL双向流固耦合-竖板震荡仿真的图1

材料参数:

COMSOL双向流固耦合-竖板震荡仿真的图2

物理场选择:

        本案例主要采用2D模型,物理场选择层流、固体力学以及流固耦合多物理场。

COMSOL双向流固耦合-竖板震荡仿真的图3

载荷定义:

       载荷定义主要是通过COMSOL软件中自带的分段函数实现。

COMSOL双向流固耦合-竖板震荡仿真的图4

求解难点:

       非稳态模型求解模型的难点主要在于初始值的取值,准确的初始值取值有利于模型的收敛,加速求解过程。因此,第一步单独求解固体力学,求解竖板单独的震动情况;第二步整体求解,同时利用第一步求解结果作为第二步求解的初始值。

结果分析:

竖板震动以及空气速度场分布

COMSOL双向流固耦合-竖板震荡仿真的图5

竖板顶点位移

COMSOL双向流固耦合-竖板震荡仿真的图6

      由震动位移来看,由于空气阻力的存在,竖板的震动是逐渐衰减的一个过程。

    (通过此案例,ANSYS workbench和COMSOL软件都能对双向流固耦合进行很好的仿真,个人觉得COMSOL软件界面较为友好,设置以及操作方面较为简便,但如果针对工程模型而言,ANSYS的计算速度以及收敛行优势将凸显。)

欢迎大家随时交流,如果愿意分享相关案例,我们可以适当有偿。

COMSOL双向流固耦合-竖板震荡仿真的图7

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