ADINA软件单向耦合求解方法

研小慧

对于软件使用者来说，一般都是应用ADINA软件求解双向耦合，但是对于某些情况，比如结构的变形对流场的影响非常小，分析者关心的也是流体的流动对结构变形的影响，在这种情况下为了加快计算速度就可以用单向耦合来求解，只考虑流体对结构的影响，而忽略结构的变形对流体的影响。由于ADINA手册上也没有具体说明单向耦合是怎么进行求解的，也没有具体的相关的例题。现通过《ADINA流体与流固耦合功能的高级应用》中例题5来说明单向耦合参数的设置。用ADINA软件打开命令流文件sample5-f.in文件，生成sample5-f.dat文件，然后再重新打开sample5-s.in文件，生成sample5-s.dat文件，然后打开ADINA-FSI求解器，如图1所示。

图1 ADINA-FSI求解窗口

在ADINA-FSI窗口中选择sample5-s.dat文件和sample5-f.dat文件，然后在图1当中红色框内进行参数设置，进行单向耦合还是进行双向耦合求解就是在这个地方进行设置的。“Normal FSI”是进行双向耦合求解，进行单向耦合的计算需要“Fluid Only”和“Structure Only”两种模式下的计算。对于只考虑流体对结构的影响，而不考虑结构对流体的影响这种情况，必须先进行“Fluid Only”计算，然后进行“Structure Only”的计算。

将参数设置为“Fluid Only”进行计算，只有流体计算结果，如图2所示。

图2 流体压力分布云图

然后将参数设置为“Structure Only”进行计算，这时就会把先前计算的流体压力考虑进去。计算结果如图3所示。

图3 结构等效应力云图

上述方法就是进行单向耦合的参数设置方法，为了对单向耦合计算结果和双向耦合计算结果进行对比。再将参数设置为“Normal FSI”进行计算。压力场如图4所示，结构等效应力如图5所示。

图4 双向耦合计算的流体压力场

图5 双向耦合计算的结构应力云图

结论：

对于上面这个工程实例是需要进行双向耦合计算的，因为结构是一个柔性比较大的结构，其变形较大，因此结构的变形会对流场有一定的影响，反过来流场的压力变化又影响结构的变形和应力分布大小，从上面的对比结果来看也能得出这个结论。对于某些工程问题，比如结构的变形非常小，那么结构的变形对流场的压力影响也会非常小，这样的情况下可以只考虑流体对结构变形的影响，从而进行单向耦合的计算，在保证计算结果精度的情况下，可以大量减少计算时间。

研发埠教育于6月17-18日在北京举办ADINA高级培训，培训内容：

实例1：涡轮-流体相互作用（FSI）分析

实例2：气泡上升过程有限元分析

实例3：学员根据自己遇到的实际工程问题提出所遇到的困难，由老师与学员共同尝试解决。

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