ADINA有限元实例分析：前处理

1.流场模型

1）设定模型控制参数。

启动ADINA-AUI，程序模块选择为ADINA CFD，分析类型选择为Transient，单击图标，在弹出的对话框中将Integration Method选择为Composite，其他参数不变，单击OK按钮。

单击菜单Model→Fluid Assumption，在弹出的对话框中退选Include Heat Transfer选项，勾选FSI选项，单击OK按钮。

单击菜单Control→Solution Process，在弹出的对话框中将Flow-Condition-Based Interpola-tion Elements选择为FCBI-C，单击Outer Iteration按钮，在弹出的对话框中单击Advanced Settings按钮，在弹出的对话框中勾选Use Pressure-Implicit with Splitting of Operators（PISO）Scheme选项，单击OK按钮三次退出所有对话框。

单击菜单Control→Porthole（.por）→Volume，在弹出的对话框中退选Save Individual Element Results选项，单击OK按钮。退选该选项后，计算结果文件将不会很大，但会丢失单元的计算结果，建议退选。

2）定义几何及网格密度。

单击菜单File→Open（或图标），读取命令流文件C-example05f-geo.in，单击图标和，图形区将给出如图9-34所示的模型示意图。该命令流中包含下列命令：①定义了1个柱坐标系；②建立了25个初始点；③生成了基本面；④设定了网格密度并将面拉伸为体。详细的操作过程请参考命令流文件，此处不再赘述。

3）定义特殊边界条件。

单击菜单File→Open（或图标）来读取命令流文件C-example05f-sbc.in（保存于随书光盘的文件夹\9-5\model\中），该命令流中定义了1个wall边界条件和4个流固耦合边界条件。

图9-34 模型示意图

4）定义并施加载荷。

定义速度载荷的操作如下：单击菜单Model→Usual Boundary Conditions/Loads→Apply（或图标），在弹出的对话框中确认Load Type选择为Velocity，单击右侧的Define按钮，在弹出的对话框中单击Add按钮，并在X处输入3.33，单击OK按钮。将Apply to选择为Surface，并在表格的前3行的Site#下依次输入51、47、43，单击OK按钮。

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Constant按钮，在弹出的对话框中单击Add按钮，在Viscosity处输入0.001，在Density处输入1000，在Fluid Buck Modulus处输入2.56e9，依次单击OK按钮和Close按钮退出对话框。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3-D Fluid，单击OK。单元组定义完毕。

7）划分网格。

单击菜单Meshing→Create Mesh→Volume（或图标），在弹出的对话框中将Nodes per Element选择为8，退选Wedge Volumes Treated as Degenerate选项，单击表格上部的Auto按钮，并分别在From行和To行处输入1和39，单击OK按钮两次退出对话框，等待网格划分完毕。

8）定义时间函数。

单击菜单Control→Time Function，在弹出的对话框中，按照表9-7修改数据修改时间函数1，单击OK按钮，时间函数定义完毕。

表9-7 定义时间函数

9）定义时间步。

单击菜单Control→Time Step，在弹出对话框中表格的第1行输入800，0.0025，单击OK按钮。依次单击图标和，然后单击图标，图形区将给出如图9-35所示的模型示意图。

(www.xing528.com)

图9-35 模型示意图

10）生成求解文件。

单击菜单File→Save（或图标），将文件保存为C-example05f.idb和C-example05f.in。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-exam-ple05f，退选Run Solution选项并单击保存按钮。

2.结构模型

1）设定模型控制参数。

启动ADINA-AUI，单击图标，程序模块选择为ADINA Structures，算法选择为Dynamics-Implicit，单击右侧的图标将弹出Implicit Transient Dynamics对话框，勾选Use Automatic Time-Stepping选项，单击OK按钮，选择FSI分析。

2）定义几何及网格密度。

单击菜单File→Open（或图标），读取命令流文件C-example05s-geo.in（保存于随书光盘文件夹\9-5\model\中），单击图标和，图形区将给出如图9-36所示的几何模型示意图。该命令流中包含下列命令：1）定义了1个柱坐标系；2）创建了5个初始点；3）生成了基本面；4）设定了网格密度，并将面进行复制。详细的操作过程请参考命令流文件，此处不再赘述。

3）定义材料。

单击菜单Model→Material→Manage Material（或图标），将弹出定义材料对话框，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2e11，在Poisson’s Ratio处输入0.3，在Density处输入7800，依次单击OK按钮和Close按钮退出对话框。材料定义完毕。

4）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，确认Default Material选择为1，在Default Element Thickness处输入0.002，其余设置保持不变，单击OK按钮。单元组定义完毕。

5）划分网格。

单击菜单Meshing→Create Mesh→Surface（或图标），在弹出的对话框中确认Element Group选择为1，MeshingType选择为Rule-Based，Nodes per Element选择为4，单击表格上部的Auto按钮，在To处输入1，在From处输入16，单击OK按钮两次退出对话框。依次单击图标和，图形区将给出如图9-37所示的模型示意图。

图9-36 几何模型示意图

图9-37 划分网格后的模型示意图

6）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Lines，双击表格第1行的绿色图框，并到图形区拾取4个圆柱上下底的32条边，单击OK按钮。约束定义完毕。

7）定义特殊边界条件。

单击菜单Model→Boundary Conditions→FSI Boundary，在弹出的对话框中单击Add按钮，将Apply to选择为Surfaces，并在表格的前4行依次输入1、2、3、4，单击Save按钮；单击Add按钮来定义流固耦合边界2，在表格的前4行依次输入5、8、11、14，单击Save按钮；单击Add按钮来定义流固耦合边界3，在表格的前4行依次输入6、9、12、15，单击Save按钮；单击Add按钮来定义流固耦合边界4，在表格的前4行依次输入7、10、13、16，单击OK按钮，依次单击图标和，单击图标，图形区如图9-38所示。

图9-38 图形区

8）生成求解文件。

单击菜单File→Save（或图标），将文件保存为C-example05s.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-example05s，退选Run Solution选项后单击保存按钮。