برهم کنش سیال-ساختار (FSI) با استفاده از COMSOL Multiphysics
امروز مفتخریم که به نگی عباسی از مهندسی Veryst به عنوان وبلاگ نویس مهمان پذیرایی کنیم. در ادامه بخوانید تا ببینید این مشاور خبره COMSOL در مورد تعامل سیال-ساختار چه می گوید.
دو هفته پیش با استفاده از COMSOL Multiphysics یک وبینار در مورد تعامل ساختار سیال (FSI) برگزار کردم. FSI شامل جفت شدن بین یک ساختار قابل تغییر شکل یا متحرک و یک جریان سیال اطراف یا داخلی است. تعداد فزاینده ای از مشکلات مهندسی و علمی وجود دارد که در آن تجزیه و تحلیل صرفاً ساختاری یا صرفاً CFD به اندازه کافی دقیق نیست. هر دو تحلیل باید به طور همزمان در نظر گرفته شوند. برخی از نمونهها عبارتند از صدای دریچه، میرایی در MEMS، مدلسازی قلبی عروقی و کمک فنرها.
قابلیت های تحلیل برهمکنش سیال-ساختار در COMSOL Multiphysics
این وبینار ویژگی ها و قابلیت های مهم موجود برای تجزیه و تحلیل FSI در COMSOL Multiphysics ، از جمله انواع جفت FSI، الگوریتم های حل مورد استفاده، حل کننده های موجود و مدیریت مش سیال متحرک را برجسته کرد. COMSOL طیف گسترده ای از قابلیت ها را برای کاربر پیشرفته فراهم می کند و همچنین اکثر مراحل مورد نیاز برای تجزیه و تحلیل FSI را خودکار می کند، که هم برای کاربران مبتدی و هم برای کاربران پیشرفته عالی است.
COMSOL دو نوع حل کننده را برای مشکلات برهمکنش سیال-ساختار (و همچنین دیگر مسائل چندفیزیکی) ارائه می دهد. اولی حل کننده کاملاً جفت شده یا حل کننده یکپارچه است که گاهی اوقات در ادبیات به آن می گویند، و دومی حل کننده جدا شده (یا حل کننده پارتیشن بندی شده ) است. داشتن هر دو حل کننده، انتخاب حل کننده بهینه را برای طیف وسیعی از مسائل FSI امکان پذیر می کند. تنظیمات حلکننده پیشفرض برای اکثر مشکلات به خوبی کار میکنند، اما قابلیتهای حلکننده زیادی نیز برای کاربران پیشرفته وجود دارد که میتوانند مشکلات سختتر را تنظیم کنند. همانطور که در زیر نشان داده شده است، الگوریتم حرکت مش سیال می تواند تغییر شکل شدید مش را نیز کنترل کند.
ما همچنین نشان دادیم که چگونه ما در Veryst Engineering از COMSOL Multiphysics برای راهاندازی دو مشکل FSI «غیر استاندارد» و ایجاد سادهسازیهای مهندسی استفاده میکنیم که زمانهای حل را به میزان قابل توجهی کاهش میدهد. در مورد یک برداشت انرژی کف دریا ، بخش جامد مدل به یک درجه آزادی کاهش می یابد (چرخش پره)، و در مورد کشش شیلنگ پر از مایع، ناحیه سیال محصور به یک درجه کاهش می یابد. محدودیت جهانی واحد
مدل پمپ پریستالتیک
پس از دو مشکل FSI غیر استاندارد، ما یک مثال جالب FSI را نشان دادیم که شامل یک پمپ پریستالتیک سه بعدی است. پمپ های پریستالتیک با فشار دادن روی یک لوله، مایع را حرکت می دهند و باعث حرکت مایع داخل می شوند. تغییر شکل لوله به شدت با جریان سیال در داخل آن همراه است، بنابراین تجزیه و تحلیل FSI مورد نیاز است. همچنین این مدل به دلیل چرخش های زیاد غلتک، پاسخ مواد غیرخطی لوله ها و تماس بین غلتک ها و لوله غیرخطی است. ما توانستیم از این مدل برای پیشبینی تنشها در لوله و شرایط جریان از جمله نوسانات جریان استفاده کنیم. شکل زیر تنش های فون میزس را در پیکربندی یک لوله نشان می دهد. شما می توانید جزئیات بیشتر در مورد این مدل پمپ را در مقاله ای که در کنفرانس COMSOL 2011 ارائه کردیم، بیابید.
نسخه نمایشی زنده FSI با استفاده از COMSOL Multiphysics
ما همچنین یک نسخه آزمایشی زنده برگزار کردیم که مراحل مهم مربوط به راهاندازی و اجرای تجزیه و تحلیل تعامل ساختار سیال در COMSOL را نشان میداد. ما یک نسخه دوبعدی ساده شده از مدل پمپ پریستالتیک را راهاندازی کردیم که برخی از ویژگیهای جریان مدل کامل سهبعدی را نشان میدهد.
علاقه مند به یادگیری بیشتر در مورد تجزیه و تحلیل FSI هستید؟ یک نسخه آرشیو شده از وبینار FSI برای مشاهده شما در دسترس است .
درباره نویسنده مهمان
دکتر نگی عباسی، مهندس مدیر شرکت Veryst Engineering LLC است . حوزه اصلی تخصص Nagi مدل سازی و شبیه سازی سیستم های چندفیزیکی است. او تجربه گسترده ای در مدل سازی اجزای محدود ساختاری، CFD، انتقال حرارت، و سیستم های جفت شده، از جمله برهم کنش سیال-ساختار، انتقال حرارت مزدوج، و جفت سازه-آکوستیک دارد. Veryst Engineering خدماتی را در زمینه توسعه محصول، آزمایش و مدلسازی مواد، و تجزیه و تحلیل خرابی ارائه میدهد و عضو برنامه مشاور خبره COMSOL است .
- لینک دانلود به صورت پارت های 1 گیگابایتی در فایل های ZIP ارائه شده است.
- در صورتی که به هر دلیل موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید به ما اطلاع دهید.
برای مشاهده لینک دانلود لطفا وارد حساب کاربری خود شوید!
وارد شویدپسورد فایل : پسورد ندارد گزارش خرابی لینک
دیدگاهتان را بنویسید