ADINA有限元经典实例分析：流固耦合模态分析

时间：2023-11-06 理论教育版权反馈

【摘要】：依次单击图标和，然后单击显示约束图标，图形区将给出如图9-20所示的模型示意图。图9-21即为4阶模态和7阶模态。

1.前处理

1）设定模型控制参数。

启动ADINA-AUI，程序模块选择为ADINA Structures，分析类型选择为Frequencies/Modes，单击图标，在弹出的对话框中将Number of Frequencies/Mode shapes修改为10，将Solution Method选择为Lanczos Iteration，单击OK按钮。

单击菜单Control→Analysis Assumpations→Kinematics，将弹出Kinematics对话框，将Displacements/Rotations选择为Large，单击OK按钮。

2）定义几何及网格密度。

单击菜单File→Open（或图标）来读取命令流文件C-example03-geo.in（保存于随书光盘文件夹\9-3\model\中）。单击图标和，图形区将给出如图9-19所示的模型。命令流中包含下列命令：1）建立了5个体；2）建立了26个面；3）设定了网格密度。具体的操作过程请参考命令流文件。

图9-19 模型示意图

3）定义并施加约束。

单击菜单Model→Boundary Conditions→Apply Fixity（或图标），在弹出的对话框中，将Apply to选择为Surface，单击Auto按钮，分别在From行和To行输入1和5，单击OK按钮两次退出对话框。约束定义完毕。

4）定义特殊边界条件。

定义自由液面边界条件的操作如下：单击菜单Model→Boundary Conditions→Potential Interface，在弹出的对话框中，单击Add按钮，将Type选择为Free Surface，将Apply to选择为Surfaces，并在表格的前5行依次输入10、14、18、21、22，单击OK按钮。

提示：本实例中无须设定流固耦合边界条件，ADINA软件能够自动找到流固耦合边界。

5）定义材料。

单击菜单Model→Material→Manage Material（或图标），将弹出材料定义对话框，单击Elastic下的Isotropic按钮来定义线弹性材料。在弹出的对话框中单击Add按钮来定义材料1，在Young’s Modulus处输入2 e11，在Poisson’s Ratio处输入0.3，在Density处输入7800，单击OK按钮。单击Others下的Potential-Based Fluid按钮，单击Add按钮来定义材料2，在Bulk Modulus处输入2.3 e8，在Density处输入1000，依次单击OK按钮和Close按钮来退出对话框。材料定义完毕。

6）定义单元组。

单击菜单Meshing→Element Group（或图标），将弹出定义单元组对话框。单击Add按钮来定义单元组1，将Type选择为Shell，Default Material选择为1，并在Default Element Thickness处输入0.02，其余设置保持不变，单击Save按钮；单击Add按钮来定义单元组2，将Type选择为3-D Fluid，将Default Material选择为2，单击OK按钮。单元组定义完毕。

7）划分网格。

划分外壳网格的操作如下：单击菜单Meshing→Create Mesh→Surface（或图标），在弹出的对话框中将Type选择为Shell，Element Group选择为1，Nodes per Element选择为4，单击表格第1行的绿色图框，然后到图形区拾取储罐外层所在的面，这些面依次为1、2、3、4、5、6、11、15、19、23、24、25、26，单击OK按钮。(www.xing528.com)

划分势流体网格的操作如下：单击菜单Meshing→Create Mesh→Volume（或图标），在弹出的对话框中将Type选择为3-D Fluid，将Element Group选择为2，将Nodes per Ele-ment选择为8，退选Wedge Volumes Treated as Degenerate，并在表格的前5行依次输入1、2、3、4、5，单击Nodal Coincidence标签，将Check选择为Against Same Element Group Only，单击OK按钮。

提示：本实例的流体网格与壳网格共节点，但没有拟合，因此在划分势流体网格时需要注意节点检查的设置。

依次单击图标和，然后单击显示约束图标，图形区将给出如图9-20所示的模型示意图。

8）定义并施加载荷。

定义重力载荷的操作如下：单击菜单Model→Loading→Apply（或图标），在弹出的对话框中将Load Type选择为Mass Proportional，单击Load Number右侧的Define按钮，单击Add按钮，在Magnitude处输入9.8，确认Direction Vector的Z处输入-1，单击OK按钮。并在表格的第1行输入1，单击OK按钮。

2.提交计算

单击菜单File→Save（或图标）将文件保存为C-example03a.idb。单击菜单Solution→Data File/Run（或图标），在弹出的对话框中输入文件名C-example03a，确认同时勾选了Run Solution和Automatic Memory Allocation选项，单击保存按钮，等待分析结束。