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基于流固双向耦合的轿车气动与流致振动特性
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作者 胡兴军 王泽伟 +4 位作者 于果 刘飞 兰巍 余天明 桑涛 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期9-15,共7页
传统流体力学数值仿真不考虑车身弹性结构与外流场之间的相互作用,致使得到的结果与真实情况不符.以某实车模型为研究对象,对其进行考虑流固耦合效应的CFD仿真,并在气动阻力、气动升力、流场结构等方面与传统流体数值仿真结果对比,结果... 传统流体力学数值仿真不考虑车身弹性结构与外流场之间的相互作用,致使得到的结果与真实情况不符.以某实车模型为研究对象,对其进行考虑流固耦合效应的CFD仿真,并在气动阻力、气动升力、流场结构等方面与传统流体数值仿真结果对比,结果表明:流固耦合效应对气动升力影响较大,随车速增加两种仿真方法差异率可达到38%,直接关系到车辆稳定性及安全性.利用流固耦合CFD数值仿真探究整车风激振特性,证明了实车振动幅值主要影响因素为风激振频率及作用力大小.进一步通过对车辆弹性结构的刚度优化改善汽车风激振现象,从而提高乘员的舒适度. 展开更多
关键词 汽车空气动力学 双向流固耦合 数值仿真 流场 安全性
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无气囊式空气包双向流固耦合计算与模态分析
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作者 胡启国 赵胜东 +1 位作者 周小明 曾兴昌 《机械设计》 北大核心 2025年第3期21-28,共8页
空气包作为石油钻井过程中最重要的压力脉动缓冲设备,其缓冲效果对钻井泵能否稳定工作有着巨大的影响。文中以QDP-2200钻井泵使用的无气囊式空气包为例,基于计算流体动力学的双向流固耦合方法,研究无气囊式空气包的压力脉动情况和流体... 空气包作为石油钻井过程中最重要的压力脉动缓冲设备,其缓冲效果对钻井泵能否稳定工作有着巨大的影响。文中以QDP-2200钻井泵使用的无气囊式空气包为例,基于计算流体动力学的双向流固耦合方法,研究无气囊式空气包的压力脉动情况和流体速度分布情况,同时对比无预应力和有流固耦合预应力情况下无气囊式空气包的模态分析结果。研究结果表明:该空气包对于压力脉动的衰减较为显著,衰减率为65%,最大的流速冲击发生在内插管由大变小的管口区域;无气囊式空气包结构内部最大等效应力小于材料的屈服强度,最大的变形值为1.211×10^(-3) mm;在流固耦合作用下空气包的第5,6阶振型最大值有所增加,但总体振型最大值变化较小。 展开更多
关键词 数值模拟 双向流固耦合 空气包 模态分析
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基于CFD-FEM双向流固耦合的大外飘型船舶砰击颤振响应不确定度研究
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作者 田光钰 王一雯 +1 位作者 张涵韬 吴卫国 《船舶力学》 北大核心 2025年第5期790-806,共17页
船舶非线性波浪载荷及结构高频颤振响应的准确评估与分析,是明确船舶结构安全性的前提,然而其数值仿真计算的可靠性及其不确定度分析则较少得到关注。本文开展分段龙骨梁水弹性模型CFD-FEM双向流固耦合仿真以及试验研究,对船模在波浪下... 船舶非线性波浪载荷及结构高频颤振响应的准确评估与分析,是明确船舶结构安全性的前提,然而其数值仿真计算的可靠性及其不确定度分析则较少得到关注。本文开展分段龙骨梁水弹性模型CFD-FEM双向流固耦合仿真以及试验研究,对船模在波浪下的高频响应进行仿真分析,并对仿真结果开展不确定度分析,评估仿真模型的可靠性。数值不确定度的计算结果,能够提供不同影响因素下结果是否收敛的判别依据和不确定度水平,并明确船艏的砰击压力、船模的运动和船体高低频波浪弯矩的不确定度水平。对比数值仿真与试验测试可知,CFD-FEM双向流固耦合仿真能够精确地捕捉到船舶结构高频响应,船舶在巡航工况下高频弯矩成分能够占到低频波浪弯矩的49.95%以上,砰击载荷诱发的舰船高频颤振动态响应不容忽视,此类舰船的结构设计及安全评估中须考虑其影响。本文可为船舶砰击颤振此类高频结构动态响应的不确定度分析提供参考。 展开更多
关键词 水弹性模型试验 砰击颤振 CFD-FEM双向流固耦合 不确定度分析
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螺旋缝隙泄漏双向流固耦合方法 被引量:1
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作者 叶卫东 王波波 +3 位作者 祖海英 李恒岩 张恩来 汪旭 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期556-562,共7页
针对螺杆泵泄漏机理,利用数值模拟加数据拟合方法,提出了一种针对螺杆泵螺旋微小缝隙泄漏的双向流固耦合模拟方法.利用此方法,对比了单向流固耦合和双向流固耦合方法在螺杆泵泄漏计算结果的偏差,计算结果表明,间隙越小偏差越大,间隙为0.... 针对螺杆泵泄漏机理,利用数值模拟加数据拟合方法,提出了一种针对螺杆泵螺旋微小缝隙泄漏的双向流固耦合模拟方法.利用此方法,对比了单向流固耦合和双向流固耦合方法在螺杆泵泄漏计算结果的偏差,计算结果表明,间隙越小偏差越大,间隙为0.500 mm时两结果相差20.3%,说明螺杆泵这种刚柔配合螺旋缝隙泄漏必须利用双向流固耦合求解才能获得准确结果.随后利用双向流固耦合方法对三维螺杆泵模型进行有限元分析求解,研究了初始间隙、流体介质黏度、螺杆泵单级腔室压差、进出口压力对螺杆泵泄漏的影响.结果显示:泄漏量随初始间隙的增大而增大,随流体介质黏度的增大而减少;进出口压力变化对螺杆泵泄漏影响很小,可以忽略;腔室间的压差造成橡胶定子变形形成间隙,间隙随着压差增大呈线性增大.最后利用双向流固耦合方法计算了不同举升压力螺杆泵的容积效率,与试验结果对比误差在±5%以内. 展开更多
关键词 螺旋缝隙 泄漏 双向流固耦合 容积效率 螺杆泵
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基于双向流固耦合的风力机叶尖小翼优化设计 被引量:1
5
作者 张玲 岳旭 修栋波 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1558-1564,共7页
以WindPACT 1.5 MW风力机为研究对象,以厚度、锥度、倾斜角度为参数进行正交试验来设计叶尖小翼,并对叶片进行双向流固耦合计算。结果表明:添加小翼后叶片的振动频率下降,叶尖小翼最大拉应力为58.707 MPa,最大压应力为29.87 MPa,说明叶... 以WindPACT 1.5 MW风力机为研究对象,以厚度、锥度、倾斜角度为参数进行正交试验来设计叶尖小翼,并对叶片进行双向流固耦合计算。结果表明:添加小翼后叶片的振动频率下降,叶尖小翼最大拉应力为58.707 MPa,最大压应力为29.87 MPa,说明叶片材料能够达到强度要求,不会发生断裂;随着叶尖小翼的厚度、锥度和倾斜角度增加,拉应力和压应力随之增大;对于叶尖小翼的变形,倾斜角度影响最大,锥度其次,厚度影响最小;双向流固耦合可以得到比单向流固耦合更为精确的结果。 展开更多
关键词 风力机 叶尖小翼 双向流固耦合 优化设计
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基于双向流固耦合分析载瘤对颈动脉血管发展及影响
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作者 冉鹏 张焜林 李闽氚 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期699-705,共7页
目的研究带有囊形瘤体的颈动脉血管在血液周期性流动过程中的力学特性和瘤体变化,探究囊形瘤体发展的具体机制以及瘤体对血液流动的影响。方法采用双向流固耦合方法对颈动脉血管内囊形瘤体和血液之间的相互作用进行有限元数值仿真研究... 目的研究带有囊形瘤体的颈动脉血管在血液周期性流动过程中的力学特性和瘤体变化,探究囊形瘤体发展的具体机制以及瘤体对血液流动的影响。方法采用双向流固耦合方法对颈动脉血管内囊形瘤体和血液之间的相互作用进行有限元数值仿真研究。分析血管的形变、关键区域的血液速度和力学特性以及瘤体对血管的影响过程。结果在瘤体与血管的交界线上,瘤体呈现较大的形变,瘤体壁面压力低。瘤体对侧血管壁和血管分叉周围的三角区域壁面压力高,易于发生拉伸或破裂。瘤体内部血液速度明显低于正常血管,形成的漩涡使瘤体内部空间未能被充分利用。瘤体在脉动周期内所受的壁面剪切力一直较小,容易导致杂质沉积形成粥样硬化斑块。结论囊形瘤体会干扰血管内血液正常流动;囊形瘤体会促进镜像瘤体产生。研究结果为囊形瘤体的治疗和预防提供理论参考。通过了解囊形瘤体的力学特性和对血管的影响,医生可以更好地制定个性化的治疗方案,提高治疗效果。 展开更多
关键词 囊形瘤体 双向流固耦合 血液流动 载瘤颈动脉
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基于FEM/CFD方法的桨-轴系统双向流固耦合特性数值模拟研究 被引量:1
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作者 孟长霖 简洁 +4 位作者 董烈祎 率志君 姜晨醒 倪世威 李玩幽 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期1780-1792,共13页
船舶航行时螺旋桨产生的激励力会引起推进轴系振动,而轴系振动也会对螺旋桨产生反馈,引起复杂空间运动,桨-轴系统中存在着双向流固耦合问题。为了研究这种复杂动力学特性,本文基于有限元(FEM)和计算流体力学(CFD)方法,建立能够模拟轴系... 船舶航行时螺旋桨产生的激励力会引起推进轴系振动,而轴系振动也会对螺旋桨产生反馈,引起复杂空间运动,桨-轴系统中存在着双向流固耦合问题。为了研究这种复杂动力学特性,本文基于有限元(FEM)和计算流体力学(CFD)方法,建立能够模拟轴系多自由度振动与螺旋桨粘性流场耦合的数值模型,在流场求解器中进行二次开发实现双向耦合的迭代求解,并进行多个算例的模拟来研究流体激励与振动响应的变化规律。结果表明:本文提出的方法具有实用价值,采用该方法进行双向流固耦合分析时收敛性与精度满足工程要求,求解速度较快且无需附加的计算资源;双向耦合效应与质量不平衡对轴频处的幅值有较大影响,而非均匀来流对叶频处的幅值有较大影响。 展开更多
关键词 推进轴系 船舶螺旋桨 双向流固耦合 质量不平衡 非均匀来流
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基于双向流固耦合的倒虹吸管道水击压力波与拱式桥架组合结构动力响应分析 被引量:2
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作者 谢小雨 李睿 +2 位作者 崔又文 李晓章 罗仕庭 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期466-476,共11页
在大跨度倒虹吸管道中有压闸阀关闭时通常伴随着水击现象,当水击发生时,流体与固体的耦合作用同时存在。为研究发生水击时,不同关阀时间下的压力波与考虑耦合作用时结构的动力响应情况,以大跨度倒虹吸管道与拱式桥架结构为研究对象,进... 在大跨度倒虹吸管道中有压闸阀关闭时通常伴随着水击现象,当水击发生时,流体与固体的耦合作用同时存在。为研究发生水击时,不同关阀时间下的压力波与考虑耦合作用时结构的动力响应情况,以大跨度倒虹吸管道与拱式桥架结构为研究对象,进行整体水力计算,基于流固耦合分析理论,将整体水力模型计算得到的水击压力波作为流体部分加载条件,在workbench平台上进行双向流固耦合分析求解桥架结构的位移、内力及应力动力响应结果。结果表明:不同关阀时间工况下,水击压力波曲线的变化趋势大致相同,结构各监测点的位移时程曲线同水击压力波曲线规律基本吻合;阀门匀速关闭时,增加闸阀的关闭时间可以作为降低倒虹吸管道水击压强的有效措施;水击力对桥架管道的影响最大,盖梁次之,拱圈最小,结构以发生顺桥向动力响应为主。 展开更多
关键词 大跨度倒虹吸 闸阀 双向流固耦合 水击压力波 动力响应分析
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考虑双向流固耦合的洪水作用下穿越河流管道力学行为分析
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作者 刘玉龙 伍颖 李都 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期77-84,共8页
为了解决洪水作用下穿越河流管道单向流固耦合未考虑管道对洪水影响而导致结果不准确的问题,提出洪水-管道双向流固耦合有限元计算模型,基于该模型开展不同因素下管道应力、位移和振动频率的力学行为分析。研究结果表明:管道应力、位移... 为了解决洪水作用下穿越河流管道单向流固耦合未考虑管道对洪水影响而导致结果不准确的问题,提出洪水-管道双向流固耦合有限元计算模型,基于该模型开展不同因素下管道应力、位移和振动频率的力学行为分析。研究结果表明:管道应力、位移与洪水流速、悬空长度呈强正相关,管道存在屈服破坏和变形破坏的风险,且输油管道尤其明显;管道涡激振动频率与洪水流速、悬空长度呈强相关,这2个因素增大导致管道共振风险增大,且输气管道尤其明显;涡激振动引起的交变荷载导致管道累计损伤,管道存在疲劳破坏的风险。因此,管道设计时应采取预防性措施以应对洪水灾害,特别关注洪水流速、悬空长度和输送介质的影响,以避免管道发生破坏。研究结果对穿越河流管道的安全评价及可靠性研究具有参考价值。 展开更多
关键词 穿越河流管道 洪水 双向流固耦合 力学行为分析 涡激振动
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基于双向流固耦合水轮机转轮应力特性分析 被引量:25
10
作者 肖若富 朱文若 +2 位作者 杨魏 刘洁 王福军 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2013年第10期862-866,共5页
为了开展基于双向流固耦合的水轮机转轮叶片应力特性分析,通过坐标变换将直角坐标系下的连续方程和动量方程变换到任意拉格朗日坐标系下,建立流场控制方程,采用FCBI-C方法得到离散方程.在旋转坐标系下建立结构静力学方程,采用有限元法... 为了开展基于双向流固耦合的水轮机转轮叶片应力特性分析,通过坐标变换将直角坐标系下的连续方程和动量方程变换到任意拉格朗日坐标系下,建立流场控制方程,采用FCBI-C方法得到离散方程.在旋转坐标系下建立结构静力学方程,采用有限元法进行离散,得到转轮的有限元方程.使用迭代法双向流固耦合,对流体方程和结构方程进行迭代,直到流固耦合系统收敛.通过基于双向流固耦合的混流式水轮转轮应力场计算可得:单、双向耦合条件下转轮应力和位移分布趋势基本一致,最大点位置相同;转轮的有效应力相对差值随着变形的增大而增大,均在位移变形值最大点最大;变形量大小是单、双向耦合计算结果差别的重要因素,在小变形情况下,精度要求不高时可用单向耦合代替双向耦合进行计算. 展开更多
关键词 混流式水轮机 转轮 任意拉格朗日 双向流固耦合 应力特性
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运动罐体内液体晃动的双向流固耦合数值分析 被引量:23
11
作者 刘小民 王星 许运宾 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期120-126,共7页
针对部分充液运动罐体内液体晃动对罐车运输安全的问题,以带有单个防波板的运动罐体模型为基础,采用双向流固耦合方法,对运动罐车在刹车过程中罐体内液体的晃动现象进行了数值分析,研究了不同材料防波板在载液罐体内的受力情况,以及在... 针对部分充液运动罐体内液体晃动对罐车运输安全的问题,以带有单个防波板的运动罐体模型为基础,采用双向流固耦合方法,对运动罐车在刹车过程中罐体内液体的晃动现象进行了数值分析,研究了不同材料防波板在载液罐体内的受力情况,以及在刹车制动过程中罐体内气液两相分布状态,从而获得了采用单向耦合方法不能获得的罐体结构应力随时间的变化历程.研究结果表明:罐体端面受力随着充液比的增加而增大,当充液比为0.8时,罐体的总体受力最大;对于不同材料的防波板,当防波板变形较小时,其对罐体端面和罐体整体受力的影响相对较小,防波板的最大剪切应力随着材料剪切模量的增大而非线性减小. 展开更多
关键词 双向流固耦合 液体晃动 欧拉-欧拉多相流模型 载液罐体 数值模拟
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基于双向流固耦合理论的可倾瓦推力轴承润滑性能研究 被引量:12
12
作者 屈波 马乃绪 +2 位作者 黄青松 文亚南 时志能 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期72-78,共7页
以双向流固耦合理论为基础,运用CFD技术对某蓄能机组推力轴承进行数值模拟,研究瓦面位置参数及材料对轴承润滑性能的影响。结果表明,瓦面倾角增大,油膜压力及承载增加,且压力中心区沿镜板旋转方向及瓦面径向外侧偏移;油膜间隙减小,压力... 以双向流固耦合理论为基础,运用CFD技术对某蓄能机组推力轴承进行数值模拟,研究瓦面位置参数及材料对轴承润滑性能的影响。结果表明,瓦面倾角增大,油膜压力及承载增加,且压力中心区沿镜板旋转方向及瓦面径向外侧偏移;油膜间隙减小,压力及承载均增加。弹性模量减小,轴瓦压力梯度变缓,且压力极值中心向瓦侧边缘移动,因而适当降低轴瓦弹性模量,能够有效减少瓦面高压集中区域,提高轴承使用寿命。 展开更多
关键词 抽蓄机组 稳态运行 可倾瓦推力轴承 双向流固耦合
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基于双向流固耦合的长叶片气动和强度性能的数值研究 被引量:11
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作者 李彬 宋立明 李军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期202-207,共6页
为了研究流固耦合对长叶片气动及强度性能的影响,采用双向流固耦合技术对一典型长叶片进行了详细的数值分析。采用动网格技术和数值求解Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程的方法进行长叶片气动性能分析,耦合长叶片气动性能分... 为了研究流固耦合对长叶片气动及强度性能的影响,采用双向流固耦合技术对一典型长叶片进行了详细的数值分析。采用动网格技术和数值求解Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程的方法进行长叶片气动性能分析,耦合长叶片气动性能分析得到的叶片表面压力分布,采用商用软件ANSYS研究了考虑阻尼围带和拉金结构的长叶片的应力和变形特性,利用叶片表面节点位移和气动压力在流固耦合面上保证能量守恒的条件下采用插值传递方法,经过迭代得到稳定的长叶片气动及强度性能。结果表明:耦合前后长叶片表面的静压分布的差异主要集中在上部区域。基于双向流固耦合作用得到的长叶片绝对出口气流角在40%~95%叶高范围内相比于没有考虑流固耦合作用时减小。耦合前长叶片最大位移位置出现在85%叶高处靠近前缘位置。耦合后长叶片的最大位移位置由前缘移向尾缘,最大位移值由3.471mm减小到3.082mm。长叶片最大等效应力出现在叶片压力面侧第一级榫齿上表面靠近前缘处。耦合前后应力分布趋势基本不变,最大应力的位置不变。耦合后最大应力值提高0.4%。 展开更多
关键词 长叶片 气动性能 强度性能 双向流固耦合 数值模拟
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基于双向流固耦合的柴油机缸盖温度场分析 被引量:6
14
作者 徐玉梁 高超 +3 位作者 祖炳锋 白杨 王振 王昊鹏 《机械设计》 CSCD 北大核心 2018年第8期13-16,共4页
基于双向流固耦合方法对发动机冷却水套流场和机体缸盖结构进行联合求解,研究流固耦合作用下的缸盖温度场分布。首先计算缸内工作过程,获得燃气壁面温度和换热系数;然后将其导入双向流固耦合模型进行联合求解,获得缸盖温度场。并分别将... 基于双向流固耦合方法对发动机冷却水套流场和机体缸盖结构进行联合求解,研究流固耦合作用下的缸盖温度场分布。首先计算缸内工作过程,获得燃气壁面温度和换热系数;然后将其导入双向流固耦合模型进行联合求解,获得缸盖温度场。并分别将单、双向流固耦合得到的温度场与试验值对比。模拟结果表明:双向流固耦合获得的缸盖温度场分布更加合理,其平均误差为-12.9℃,较单向流固耦合的平均误差降低50%。研究结果为缸盖温度场的获得和冷却水套的设计提供了参考依据。 展开更多
关键词 内燃机 缸盖 双向流固耦合 冷却水套
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基于单向求解、双向流固耦合的悬臂平板绕流涡激振动特性对比研究 被引量:5
15
作者 陈美霞 贾文超 杨丹 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期70-78,共9页
本文采用双向流固耦合研究一端固定的二维平板(展向无限长)涡激振动特性,通过流场和结构之间力和位移的相互传递来实现双向耦合。同时,对不同雷诺数下的平板绕流涡激振动进行了计算,并与单向求解算法进行了对比。计算结果表明,当涡脱落... 本文采用双向流固耦合研究一端固定的二维平板(展向无限长)涡激振动特性,通过流场和结构之间力和位移的相互传递来实现双向耦合。同时,对不同雷诺数下的平板绕流涡激振动进行了计算,并与单向求解算法进行了对比。计算结果表明,当涡脱落频率接近结构固有频率时,将出现频率锁定现象,同时结构将产生极大的位移响应。在锁定雷诺数区域中,双向流固耦合结构位移响应明显小于单向求解算法,而在其他非锁定区间,两种算法差别较小。 展开更多
关键词 双向流固耦合 单向求解 涡激振动 锁定 计算流体力学
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基于CT的脑动脉瘤双向流固耦合数值模拟研究 被引量:3
16
作者 张光武 木合塔尔.克力木 +2 位作者 胡成龙 刘鹏 刘小月 《重庆医科大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期172-175,共4页
目的:探讨基于动脉瘤壁与动脉血管壁厚度不一的脑动脉瘤双向流固耦合数值模型的建模方法。方法:用MIMICS16.0软件提取1例患者颅内动脉瘤CT影像DICOM数据,获得动脉瘤体的初步模型。将该模型导入逆向工程软件Geomagic Studio12,以及UGS NX... 目的:探讨基于动脉瘤壁与动脉血管壁厚度不一的脑动脉瘤双向流固耦合数值模型的建模方法。方法:用MIMICS16.0软件提取1例患者颅内动脉瘤CT影像DICOM数据,获得动脉瘤体的初步模型。将该模型导入逆向工程软件Geomagic Studio12,以及UGS NX 8.5进一步处理后,得到厚度不一的脑动脉瘤三维几何模型。运用ANSYS Workbench 15.0软件进行双向流固耦合计算,并分析瘤体内血流特性及动脉瘤壁所受应力应变情况。结果:快速准确地建立了厚度不一的动脉瘤双向流固耦合模型,清晰地模拟出1个心动周期内动脉瘤表面剪切应力、表面变形及速度流线的变化情况。结论:应用上述方法能够快速准确地建立动脉瘤的双向流固耦合模型,且相较于刚性模型和厚度一致的动脉瘤体模型更准确和实用。可以为动脉瘤介入治疗模拟研究提供优良的模型参数。 展开更多
关键词 CT影像 双向流固耦合模型 心动周期
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基于双向流固耦合的动车组水箱强度分析 被引量:8
17
作者 吴作伟 梁闯 郭海霞 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期42-46,共5页
以高速动车组车下水箱为研究对象,采用双向流固耦合方法,对车载水箱箱体内液体冲击晃动问题进行了建模与数值分析.通过研究列车变速过程中水箱内气液两相分布状态,获得了采用单向耦合方法不能获得的水箱结构应力随时间的变化历程,实现... 以高速动车组车下水箱为研究对象,采用双向流固耦合方法,对车载水箱箱体内液体冲击晃动问题进行了建模与数值分析.通过研究列车变速过程中水箱内气液两相分布状态,获得了采用单向耦合方法不能获得的水箱结构应力随时间的变化历程,实现了对水箱结构强度更为准确的分析.研究结果表明:箱体所受最大应力基本与充液比成正比,且最大应力位置基本相同;当充液比为0.9左右时,其应力值达到最大.通过单、双向耦合结果与试验数据对比分析表明,双向耦合方法比单向耦合方法更为准确可靠.本文为高速动车组水箱结构的设计提供了实用可靠的分析方法. 展开更多
关键词 动车组水箱 双向流固耦合 数值分析 结构强度
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基于双向流固耦合水平轴风力机输出功率分析 被引量:3
18
作者 王占洋 张立茹 +2 位作者 贺玲丽 汪建文 胡雅娟 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期975-980,共6页
针对流固耦合作用影响风力机的气动性能问题,基于CFX与ANSYS对风力机双向流固耦合模拟及未考虑耦合的风力机流场和结构场进行模拟,探究在额定工况下流固耦合作用对风力机输出功率影响情况.通过对比分析耦合前后的叶片表面压力分布、叶... 针对流固耦合作用影响风力机的气动性能问题,基于CFX与ANSYS对风力机双向流固耦合模拟及未考虑耦合的风力机流场和结构场进行模拟,探究在额定工况下流固耦合作用对风力机输出功率影响情况.通过对比分析耦合前后的叶片表面压力分布、叶片的变形、风轮的扭矩进而研究风力机输出功率的变化.结果表明:考虑流固耦合作用时,风轮压力面的正压值基本不变,吸力面的负压值明显减小,叶片表面的压力差增大,而叶片在流固耦合作用下表面压力分布趋势无明显变化;叶片主要变形集中在靠近叶尖处,且越接近叶尖变形越大,呈非线性分布,叶片在流固耦合后的变形量相对未耦合增大,叶片的变形主要是沿着轴向的挥舞变形;且叶片的扭矩也更大,流固耦合作用下计算风力机输出功率为383 W,比未耦合增大1.6%,与试验值更接近. 展开更多
关键词 双向流固耦合 水平轴风力机 叶片变形 输出功率
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复合材料螺旋桨双向流固耦合计算 被引量:6
19
作者 杨光 熊鹰 黄政 《舰船科学技术》 北大核心 2015年第10期16-20,共5页
为研究复合材料对螺旋桨水动力性能和结构特性的影响,在Workbench平台上,采用基于粘性流理论的计算流体力学方法与有限元软件实现流体载荷与结构变形的双向耦合传递。以DTMB4381为研究对象,首先考虑镍铝青铜(NAB)螺旋桨的微小变形,采用... 为研究复合材料对螺旋桨水动力性能和结构特性的影响,在Workbench平台上,采用基于粘性流理论的计算流体力学方法与有限元软件实现流体载荷与结构变形的双向耦合传递。以DTMB4381为研究对象,首先考虑镍铝青铜(NAB)螺旋桨的微小变形,采用双向流固耦合方法计算不同进速系数下的水动力性能,并与敞水试验值进行对比,误差较小,验证了双向流固耦合方法的准确性。然后将复合材料考虑为各向同性,对玻璃纤维材料螺旋桨进行双向流固耦合求解,得到复合材料螺旋桨在不同进速系数下的水动力性能及结构特性,并将流体和结构计算结果与传统的金属螺旋桨比较分析,总结材料对螺旋桨性能的影响。双向流固耦合方法为今后各向异性复合材料螺旋桨的深入研究打下基础。 展开更多
关键词 双向流固耦合 复合材料 螺旋桨 敞水性能
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基于双向流固耦合的柔性表面覆盖层减阻性能 被引量:4
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作者 杨兆臣 张怀新 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1165-1172,共8页
采用双向流固耦合的方法对一块具有柔性表面覆盖层的复合材料平板及其表面的湍流进行了数值模拟.其中,湍流采用RNGk-ε模型进行模拟.根据计算结果,从宏观总体上分析了柔性材料的柔性及厚度对减阻效果的影响,从微观局部上探讨了柔性表面... 采用双向流固耦合的方法对一块具有柔性表面覆盖层的复合材料平板及其表面的湍流进行了数值模拟.其中,湍流采用RNGk-ε模型进行模拟.根据计算结果,从宏观总体上分析了柔性材料的柔性及厚度对减阻效果的影响,从微观局部上探讨了柔性表面覆盖层的局部减阻规律.结果表明:柔性表面覆盖层有一定的减阻效果,而且在数值模拟的范围内减阻效果随着材料柔性的增大而增大,随着柔性表面覆盖层厚度的增加而增加;考虑双向流固耦合的情况下平板受到负的"压阻力",这表明压阻力对减阻效果也有所贡献;另外,柔性复合材料平板中起到减阻作用的主要是中部位移较大段,且局部摩擦阻力减额分布与位移分布之间存在相似的规律. 展开更多
关键词 柔性表面覆盖层 减阻性能 双向流固耦合 数值模拟
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