Ansys_workbench:meshing+CFX热流固耦合计算

背 景

        笔者最近在做毕业论文的设计，涉及固体导热和流体对流换热的流固复合热交换问题。经过翻书寻找CFX软件更适合做这类分析。第一次尝试用ICEM正常画非结构化网格后导入CFX计算结果一直没有正常显示，流体没有任何温度变化。多次尝试均没有结果，初步感觉是网格绘制问题，但是无奈找不到解决方法，便使用workbench的meshing解决。在查找资料发现这样的教程比较少，所以在这里做一个简单的流程介绍。

软件版本，ANSYS_19.0

模型建立

        solidwork分别绘制固体域和流体域，由于我的计算只涉及一个面的流固耦合，其它面均采用绝热光滑壁面假设所以没有设置固体侧壁面。建模时也可以不需要使用装配图，但是一定要分成两部分。模型输出一般选择igs格式（solidwork源文件也要保存便于后期更改模型）。

meshing绘制

        一方面由于笔者实在是很懒，另一方面是没有完全搞懂Meshing结构化网格绘制方法。所以选择自动生成的方式。具体步骤如下：

step1：

        打开workbench，在Component_Systems中选择mesh放置在工作区，Geometry导入模型后右键选择DesignModeler。

在DesignModeler中不用过多操作，值需要对两个body固体域流体域重命名并合并至一个part中即可，具体操作操作树中选择两个body右键Form_new_part即可。

然后workbench中进入meshing，这里操作与icem类似，选择面（按住Ctrl即可复选）并右键选择create named selection，创建名称这一步很重要。其它面操作类似，在交界面中我只设置了流体域一侧的界面。最后导入CFX时固体域对应的面被自动选择了。（不知道是否有影响）

设置完成后就是绘制网格了，首先选择四面体网格算法，项目树种右键mesh选择insert选择method。我在method设置中选择Tetrahedrons，Algorithm选择Patch_conforming。有书中说对多体部件可混合使用Patch Conforming四面体和扫略方法生成共型网格。

        之后选择mesh后，下侧有一系列的二级菜单，Default设置中设置计算的物理性质，选择CFD并选择求解器为CFX（Fluent等都可以）。Sizing菜单中设置网格尺寸参数，这与icem中设置基本思想一致。在尺寸控制中Size Function可选择自适应（Adaptive）、近似和曲度（Proximity and Curvature）、曲度（Curvature）、近似（Proximity）以及均匀（Uniform）5个选项。

最后点击update就可以生成网格了，选择质量尺度后可以看到网格质量分布。嗯~没有负网格，平均质量分数0.84.保存即可。

回到workbench进入CFX，根据之前设置好的体和面，分别在CFX中设置对应参数，具体设置方法就不展开了，只是在Interface设置中一定要勾选Heat Transfer，并在option中选择 Interface Flux。设置好求解器求解参数后就可以计算了。

经过几个小时的计算后计算完成。

打开后处理软件后简单显示下结果。可以看到流体固体均有热量的变化，说明流固的热耦合计算完成

最后，这只是简单的流程计算，供大家参考，其中存在很多不足和疏漏希望大家能多多提供意见与指导。