Связанная упруго-гидродинамическая задача: расчет в ANSYS, ANSYS FLOTRAN

Расчет методом конечных элементов в системе ANSYS происходит по определенному алгоритму. На первом этапе нужно выбрать модуль ANSYS, который осуществляется из меню Preprocessor. Если этого не сделать, то для моделирования будут доступны все модули (элементы). Нам потребуются два модуля Flotran, Structural. После этого выбираем элементы для моделирования: Flotran, Solid. Я не буду писать какие конкретно элементы следует выбирать, так как это зависит от того, плоская модель или пространственная и от того, какие материалы будут использоваться для описания стенки, а также от типа сетки (тетраэды или гексаэдры, треугольники или четырехугольники). Последнее важно помнить, так как не все элементы поддерживают, например, гиперупругий материал. Итак, допустим, что два элемента выбрано. Здесь есть еще один момент - первым всегда должен быть элемент Flotran. Далее в опциях элемента Flotran нужно выбрать "Support mesh displacements", иначе жидкостная сетка не сможет двигаться. При задании материалов нужно выбрать два материала - один для крови (также должен быть первым) и второй для стенки. Геометрия либо импортируется, либо строится в CAD-редакторе ANSYS. Здесь также есть одна особенность - не следует объединять (операция Mergе) два объема (кров и стенка), так как на интерфейсе между жидкой и упругой средой должно быть две поверхности (в плоском случае две линии). Граничные условия ставятся как обычно, то есть на входе задается скорость и/или давление крови, на выходе скорость и/или давление, торцы стенок жестко закрепляются. На интерфейсе кровь-стенка ставятся условия Moving wall для крови, а также интерфейс FSIN (fluid-surfase interface) для границы крови и для границы стенки. Таким образом, у вас должно получиться два интерфейса FSIN с одинаковым номером (например, 1). В настройках решателя FLOTRAN нужно установить "галочку" напротив allow mesh motion, решатель для стенки настраивается так же, как и обычно. Здесь нужно помнить, что придется задавать одинаковые настройки времени решения и количества шагов. Осталось ввести команды для активации режима FSI или же настроить связку решателей через MFX. Таким образом, расчет методом конечных элементов связанных задач через ANSYS, ANSYS FLOTRAN возможен и требует некоторых дополнительных настроек решателей. Запуск задачи на решение осуществляется через стандартное меню Solve или через меню FLOTRAN. Анализ и визуализация результатов расчетов происходит для каждой из областей отдельно. ANSYS сохраняет в файл *.rfl результаты для крови, а в файл *.rst результаты для стенки. Просмотр можно производить как через интерфейс PREP7, так и через Postprocessor из среды Workbench.