并行流固耦合仿真软件
将最优秀的商业软件fluent、adina结合在一起,共同实现流固耦合并行计算。拓展当前CAE技术在流固耦合(Fluid Structure Interaction--FSI)领域仿真能力的边界。
应用实例

主动脉瓣膜耦合:生物医学领域

模型背景:

主动脉瓣膜几何模型与主动脉直径、年龄相关,采用专业软件完成参数化建模。

瓣膜计算网格、流场计算网格,采用专业网格划分软件完成。

主动脉、瓣膜材料为mooney-rivilin模型,三个瓣膜之间存在contact接触界面定义。

流场入口采用主动脉根部压力变化输入,出口为恒定参考压力。

由于瓣膜启闭过程,流场网格变形显著,采用remesh方式处理流场网格变形。

(structure meshes)                                                            (CFD meshes)

Initial meshes for FSI

计算过程:

按照pfais引导菜单,逐步完成计算。

选择准备就绪的CFD、Structure文件,输入CPU个数。

指定结构模型中参与流固耦合计算的FSI边界ID,时间积分方法等主要设置,pfais自动检测结构模型。

指定流场模型中参与流固耦合计算的FSI边界ID,以及其它的主要设置,pfais启动fluent开始CFD迭代。

用户观察CFD迭代给出的各种结果,可多次进行CFD Only计算,并可在初始场认可情况下,开始FSI耦合迭代。

迭代完成后,结果合理则进行下一步FSI迭代,或者多步FSI迭代,或者下一步CFD Only计算;如果结果收敛不够,则仍可以在此时间步继续迭代。

计算结果:

此模型进行第一步FSI调试(先分两次进行CFD Only迭代共60次,然后启动FSI耦合迭代20次),然后自动进行60步FSI迭代(每一步FSI迭代,CFD迭代约为20次)的结果如下:

 

(pfais)                                                            (fluent)

 Pressure contours

  

 (pfais)                                                            (fluent)

 Wall shear stress contours

 

(pfais)                                                            (adina)

 Displacement contours

(pfais)

 Nodal forces contours(仅pfais可给出FSI Interfaces的Nodal forces结果)

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