Interaction fluide-structure avec Ansys CFD et Mechanical
Simuler l'interaction de la mécanique des structures et du champ d'écoulement fluide
Apprenez à utiliser l’IFS uni et bidirectionnelles pour analyser le mouvement de pistons, l'ouverture de vannes ou le refroidissement par des fluides. Cette formation est proposée sous la forme d'un cours de 2 jour(s).
Durée
2 jours
Prérequis
Connaissances de base d’Ansys Mechanical, Connaissances de base d’Ansys Fluent ou CFX
Logiciel utilisé
Ansys CFD, Ansys Mechanical
- Transfert de charges unidirectionnel de quantités fluidiques vers une structure (données directes - externes)
- Exportation des quantités et des charges depuis CFD post
- Coefficients de transfert de chaleur et température ambiante en CFD et en mécanique
- Couplage de systèmes : configuration, aides à la convergence, remaillage pour le transfert bidirectionnel
Description
L'interaction fluide-structure (IFS) décrit comment les fluides et les structures s'influencent mutuellement. Dans ce processus, un fluide peut transférer une charge de pression ou un flux thermique à la structure. La déformation ou le mouvement qui en résulte peut être suffisamment important pour, à son tour, affecter l'espace d'écoulement et donc le flux. Les applications typiques comprennent le mouvement de pistons ou l'ouverture et la fermeture de vannes. Dans ces cas, nous parlons de IFS bidirectionnelles et il faut une connaissance détaillée de l'analyse mécanique et de la CFD et de leur couplage pour la simulation.
Dans de nombreux cas, cependant, un couplage unidirectionnel plus simple, où les variables fluidiques telles que la pression ou les coefficients de transfert de chaleur sont mises en correspondance avec la structure, est suffisant. En d'autres termes, si la structure ne se déforme pas en raison de la charge du flux, il est souvent suffisant de travailler avec les concepts IFS dans Ansys CFD. Cela inclut, en particulier, le solveur SIX-DOF, qui est disponible à la fois dans CFX et Fluent.
Au cours de la formation, vous apprendrez à distinguer les différentes variantes de couplage, vous découvrirez les domaines d'application typiques et vous apprendrez également à sélectionner et à appliquer les méthodes appropriées à vos tâches.
Agenda détaillé de cette formation de 2 jours
Jour 1
01 Couplage unidirectionnel : transfert direct de la charge d'Ansys CFD à Mechanical
- Lien CFD-Mechanical dans Workbench pour un couplage faible
- Quantités conservatives et non-conservatives
- Interpolation entre les maillages CFD et mécaniques
- Contrôle de qualité après interpolation
- Démonstration : Transfert de pression vers un clapet avec un écoulement d'eau autour.
- Atelier refroidissement circuit électronique : Transfert des coefficients de transfert de chaleur (HTC)
02 Couplage unidirectionnel : Données externes pour un transfert de charge encore plus flexible
- Données externes comme schéma d'interpolation général
- Flexibilité concernant les géométries, les maillages, les systèmes de coordonnées et les quantités transférables
- Exportation des données CFD
- Importation dans Mechanical
- Atelier refroidissement circuit électronique : Transfert de charge sur les pales de ventilateur dans un système de coordonnées rotatif
03 Couplage de systèmes I : Principes de base du couplage bidirectionnel
- Couplage bidirectionnel : quand le cheminde retour devient importante
- Domaines d'application pratiques
- Transfert de données et contrôle
- Démonstration de couplage : Analyse CFD transitoire avec analyse thermique transitoire Couplage bidirectionnel : Clapet dans un écoulement d'eau
04 Caractéristiques particulières du transfert de charge thermique
- Couplage unidirectionnel - transfert via le coefficient de transfert de chaleur (HTC)
- Le bon choix du HTC et de la température de référence Tref
- Couplage bidirectionnel - Transfert de chaleur conjugué (CHT)
- Couplage de l'écoulement en régime permanent et de l'analyse thermique transitoire
- Démo/Atelier : Refroidissement d'un circuit électronique avec différents couples (HTC, Tref)
Jour 2
05 Les concepts de l’IFSdans la CFD
- Corps rigides dans CFX ou Fluent
- Solides immergés dans CFX : Applications et restrictions
- Corps rigides et Six-DOF dans CFX et Fluent : Applications et restrictions
- Atelier : obstacle suspendu élastiquement comme mesure d'écoulement
06 Grandes déformations et remaillage
- Méthodes de remaillage dynamique dans Fluent
- Remaillage des maillages tet-prism : que font les critères locaux face/region ?
- Lissage des maillages
- Remaillages des maillages hea: La méthode layering
- Atelier : obstacle suspendu élastiquement comme mesure d'écoulement
07 Couplage de systèmes II : approfondissement et bonnes pratiques
- Le rôle des pas de temps
- Aides à la convergence dans Mechanical et ANSYS CFD
- Travailler avec le décalage de contact dans Mechanical
- Amortissement dans Mechanical et stabilisation dansFluent
- Analyses IFS précontraintes
- Démonstration
08 Perspectives : Nouvelles possibilités de couplage
- Stratégies alternatives d’interpolation pour le transfert de charge unidirectionnel de grands modèles
- Extension des possibilités de transfert bidirectionnels : Couplage de systèmes en dehors de Workbench
- Il n’est pas toujours nécessaire d’utiliser la CFD : concepts IFS dans Mechanical (Couplage thermique-fluide dans des tubes FLUID116, IFS acoustique FLUID30)
- Il n'est pas toujours nécessaire d’utiliser Mechanical : IFS intrinsèque dans Fluent.
- Couplages bidirectionnel dans Mechanical: Thermoélectrique et Thermomécanique
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La formation prévoit des exercices intermédiaires et finaux pour la mise en pratique des éléments objets de la formation. Le formateur présentera la résolution de ces exercices et s’assurera de la bonne compréhension de chaque module du cours à l’aide de QCM. Une attestation de formation attestera de la validation de l’évaluation des connaissances pour chaque module et pour la formation globale.
