标题：ansys有限元分析软件介绍与探讨交流

以下是引用Acoustics在2008-03-10 09:08:46的发言：

5.7流体-结构相互作用

流体和结构在网格界面处的相互作用引起声压施加给结构一个强迫力，并且结构运动产生一个有效的“流体载荷”。有限元的控制矩阵方程变为：

（1）

（2）

[R]是一个耦合矩阵代表与流体-结构界面（FSI）上的节点相联系的有效表面面积。耦合矩阵[R]也考虑进了组成接触表面的每一对重合的流体和结构单元面的法线矢量方向。ANSYS程序使用的法线矢量的正方向定义为由流体网格以外朝向结构的方向。结构和流体载荷量都是定义在流体-结构的界面处并为节点自由度的未知函数。将未知的载荷量放在方程的左边并且将两方程合并为一个方程，产生如下结果：

（3）

方程（3）表明着流体-结构界面处的节点包括位移和压力自由度。

5.8应用示例

以下两个问题为声单元应用的例子。第一个例子说明声吸收单元在构造远场问题模型的应用，并通过GUI和批处理工具进行示范。第二个例子是近场问题，说明了在一个封闭空间中驻波预测的运用。

5.9例1：流体-结构耦合声场分析（命令方法）

在此例中，将确定一个浸没在水中延伸到无限远的环孔的第一阶弯曲模态（卵形模态）。使用谐波分析法通过对34Hz和38Hz频率之间进行频率扫描。环的中心到无限单元的距离至少应等于（D/2）+0.2l，这里D是环的外径。l=c/f是压力波的主波长。用0.26035作为环的外径，声速为1460，主频率为36000/2p，给出（D/2）+0.2l=0.26035+(0.2)(1460)(2p)/36000=0.311。0.31242距离相应的结果频率为35.240Hz。

/BATCH,LIST

/VERIFY,EV129-1S

/PREP7

/TITLE,AMA,EV129-1S,FLUID129,HARMONIC ANALYSIS

ET,1,PLANE42! structural element

ET,2,FLUID29!　acoustic fluid element with ux & uy

et,3,129! acoustic infinite line element

r,3,0.31242,0,0

ET,4,FLUID29,,1,0!　acoustic fluid element without ux & uy

! material properties

MP,EX,1,2.068e11

MP,DENS,1,7929

MP,NUXY,1,0

MP,DENS,2,1030

MP,SONC,2,1460

! create inner and outer quarter circles

CYL4,0,0,0.254,0,0.26035,90

CYL4,0,0,0.26035,0,0.31242,90

! select,　assign attribute to and mesh area 1

ASEL,S,AREA,,1

AATT,1,1,1,0

LESIZE,1,,,16,1

LESIZE,3,,,16,1

LESIZE,2,,,1,1

LESIZE,4,,,1,1

MSHKEY,1

MSHAPE,0,2D! mapped quad mesh

AMESH,1

! select,　assign attribute to and mesh area 2

ASEL,S,AREA,,2

AATT,2,1,2,0

LESIZE,5,,,16,1

LESIZE,7,,,16,1

LESIZE,6,,,5

LESIZE,8,,,5

MSHKEY,0

MSHAPE,0,2D! mapped quad mesh

AMESH,2

!　reflect quarter circle into semicircle about x-axis

nsym,x,1000,all! offset node number by 1000

esym,,1000,all

!　reflect semicircle into full circle about y-axis

nsym,y,2000,all! offset node number by 2000

esym,,2000,all

NUMMRG,ALL! merge all quantities

! modify outer　2 layers of el29 into type 4

esel,s,type,,1

nsle,s

esln,s,0

nsle,s

esel,inve

nsle,s

emodif,all,type,4

esel,all

nsel,all

! define el129 line element

csys,1

nsel,s,loc,x,0.31242

type,3

real,3

mat,2

esurf

esel,all

nsel,all

! flag interface as fluid-structure interface

nsel,s,loc,x,0.26035

esel,s,type,,2

sf,all,fsi,1

nsel,all

esel,all

FINISH

! enter solution module

/SOLU

ANTYPE,harmic! select harmonic analysis

hropt,full

f,19,fx,1000.

f,1019,fx,-1000.

harfrq,34.,38.

nsubst,100

kbc,1

SOLVE

FINISH

/post26

plcplx,0

nsol,2,1,u,x,d1ux

store

conjug,3,2

prod,4,2,3

sqrt,5,4

*get,uxmx,vari,5,extrem,tmax

/COM -------------------------------------------------------------

/COMExpected Result:

/COM

/COM　The following "uxmx" should equal 35.24 Hz.

/COM -------------------------------------------------------------

*status,uxmx

finish