定义物理模型、材料和边界条件。

由于本教程重点介绍叠加运动的定义,因此您可以通过应用简化物理来缩短求解时间。在该模拟中,需要将机翼建模为被层流区内流体包围的线性固体。层流区假设可以显著缩短计算时间。然而,为了更加准确地进行 FSI 分析,需要考虑流体的湍流效应。

起始模拟包含两个物理连续体 — 一个用于机翼区域,另一个用于流体和重叠区域。
  1. 展开连续体节点。
  2. 对于物理连续体流体物理,选择以下模型:
    组合框 模型
    空间 三维(已选)
    时间 隐式非稳态
    材料 气体
    流体 分离流
    梯度(自动选定)
    重叠保护(自动选定)
    状态方程 恒密度
    粘滞态 层流
指定用于定义机翼行为的物理模型:
  1. 对于物理连续体固体物理,选择下列模型:
    组合框 模型
    空间 三维(已选)
    解算方案插值(已选中)
    时间 隐式非稳态
    材料 固体
    可选模型

    固体应力

    材料定律模型(自动选定)

    重力

    单元增强功能

    增强型 Hex8 - 线性应变

对于机翼,需要定义轻质且坚硬的材料,这样可以确保尽量减轻变形程度,从而通过线性几何假设对机翼建模。

要指定材料定律模型:

  1. 展开固体物理 > 模型 > 材料定律模型 > 材料定律节点。
  2. 将材料定律 > 默认材料定律节点重命名为各向同性线性弹性体。
  3. 为各向同性线性弹性定律节点选择下列模型:
    组合框 模型
    材料刚度模型 线性弹性体
    材料应变测量 线性应变(小应变)(自动选定)
    线性弹性材料模型 各向同性线性弹性体
定义材料属性:
  1. 展开固体物理 > 模型 > 固体节点。
  2. 将 Al 重命名为机翼。
  3. 编辑机翼 > 材料属性节点并设置以下属性:
    节点 属性 设置
    材料定律 类型 各向同性线性弹性体(自动选定)
    密度 > 常数 价值 1000.0 kg/m^3
    杨氏模量 > 常数 值 100.0 GPa
要进行固体应力分析,需要对固体部件应用适当的约束。这种情况下,需要定义一个用于固定托架处机翼的约束:
  1. 右键单击区域 > 机翼节点,然后选择创建段 > 表面段。
  2. 重命名表面段固定托架并设置以下属性:
    节点 属性 设置
    固定托架 表面 机翼固定托架(所有部件表面)
    类型 约束
    用于设置固定托架 > 物理条件 > 固体应力约束的默认方法是固定。默认设置适用于这种情况,因为它可以防止任何方向上的位移。将运动模型分配至固体区域时,约束将根据规定的运动自动定义。
  3. 保存模拟。