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Liebe ANSYS-Experten,

nun schon seit geraumer Zeit beschäftige ich mich ANSYS, mit CFX noch nicht so lange deshalb auch meine Frage:

Ich möchte eine Struktur (Piezo-Silizium-Substrat mit Spannung und E-Feld als Balken bzw. Tortenstücksymmetrie aktuiert bewegt) mittels FSI koppeln. Die nachfolgende Simulation soll dann in CFX gekoppelt ablaufen. Die Aktuierung des Tortenstückes soll dabei rein statisch erfolgen und nach dieser Simulation mit dem verformten Netz unter dieser Struktur die CFX Fluidsimulation ablaufen. Ich habe dazu das Beispiel MFX Micropump Simulation (4.4 How MFX works etc.) als Vorlage benutzt, nur leider  funktioniert die Simulation mit Wasser statt wie im Beispiel mit Luft nicht! Es ergeben sich jedesmal verformte (negative Netzelemente in der CFX-Simu). Diese Beispielsimulation ist transient, das benötige ich allerdings nicht. Nun meine Frage: Kann ich das Beispiel so verwenden und einfach den Transienten Teil aus der Vorlage löschen mit KBC,0  abändern und dann  ohne den zeitabhängigen Teil in CFX weiterlösen lassen?
Am Ende soll ein Ventil simuliert werden d.h. eine Störstruktur aus einem Gasketmaterial wird durch das Piezomoment nach oben gezogen und dann öffnet das Ventil. Mich interessiert im Grunde jedoch nicht die Zeitabhängigkeit, sondern lediglich das statische Durchfließen und zusätzliche Verformen (durch den anliegenden Druck des Fluids auf das Tortenstück) durch das Ventil.
Ich habe alles bereits mit Mathematica und Rohrhydraulikmodellen samt Biegelinien und Fluidwiderstandsänderung, jedoch bilden meine Berechnungen eben nicht die Kopplung ab....
Kann mir jemand diesbezüglich helfen?

Grüße,
Thomas

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-Das Leben ist ein Hilbertraum-

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Leider kann ich deinen Ausführungen nicht so ganz folgen, ist wohl sehr speziell. Aber die Stichworte FSI und negative Elementvolumina lassen mich aufhorchen. Ich will versuchen, das bisschen, was ich darüber leidvoll erfahren habe, mitzuteilen.
Offensichtlich gibt es (hier) auch nicht sehr viele mit FSI-Erfahrungen, sodass ein Austausch schon allein deswegen sinnvoll erscheint.

Meiner Einschätzung nach, ist die große Deformation (Bewegung) der Struktur und damit gleichzeitig auch des Strömungsfeldes das Wesen der FSI. Bei der Lagrangeschen Betrachtungsweise auf der Strukturseite ergeben sich offenbar keine Probleme. CFX muss jedoch bei jeder geometrischen Veränderung des Strömungsfeldes das Strömungsnetz verändern. In gewissen Grenzen funktioniert das auch gut über Meshmorphing. Das Netz wird über das Interface gestaucht und gedehnt. Am Übergang zu den angrenzenden Feldrändern können dann die Probleme entstehen, aber nicht nur da. Und diese müssen erst einmal sichtbar gemacht werden. Also:

1. Das res-file (oder res.err) in CFX Post einlesen und Netzverformung ansehen.

Passiert dabei Unphysikalisches, sollten das CFD-Setup überprüft werden.
Dann kann man das Meshmorphing etwas unterstützen oder den Lasttransfer dämpfen. Das letzte Mittel ist dann wohl "Remeshing". Zur weiteren Beurteilung wäre aber etwas Bildmaterial hilfreich.
Achso: Du kannst auf jeden Fall die Strukturseite statisch und die CFD-Berechnung stationär betreiben.

Vinzent

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Hi Vinzent:

vielen Dank erstmal für deine Antwort.

Im Prinzip habe ich ein Strömungshinderniss, wo ein Fluidstrom aus Wasser rüberfließen soll. In dem Fall entsteht eine Spaltströmung, wonach aus den CFX-ERgebnissen der Druckabfall simuliert werden soll. Um diese Spaltströmung zu erzeugen, muss der Piezo-Membran-Stapel aktuiert werden (das muss in meinem Fall eh nicht transient erfolgen, sondern statisch, meinetwegen in kleinen Subschritten). Auf der Fluidseite soll ein Durchfluss vorgegeben werden, der wiederum zu einem Druckabfall u.a. auch Druck auf die aktuierte MEmbranseite wirkt. Das Ganze führt zu einer erhöhten Membranauslenkung (eben durch die FSI) und damit zu einem verringerten Fluidwiderstand durch den erhöhten Spalt! Nur dazu benötige ich die FSI. Ich habe alles bis jetzt in CFX ohne FSI (statisch) simuliert. Transiente Vorgänge sollen keine Rolle spielen. Ich habe gelesen, dass CFX oder ANSYS (eines von beiden) immer transient laufen muss bei der MFX-Simu...darum meine Frage.
Was hast du denn simuliert ?
Hab im Übrigen den Fall vereinfacht und noch keinen Einlassmassefluss vorgebgen, sondern eben nur Opening BCs., außerdem habe ich eine künstliche Massenquelle am FSI-Interface eingefügt (Total Mass Source Pressure Coefficient 1 Kg s^-1 Pa^-1)und damit läuft die Transiente, allerdings konvergiert CFX eben nicht! Dafür gibt es keine negativen oder folded meshes. Meine BCs sind in CFX Opening mit Relative Pressure = 0 Pa (kann also raus und reinfließen). Durch die Piezoaktuierung sollte ein negativer Druck errechnet werden...

Wär cool, wenn du noch ne Idee hast...kann auch etwas schicken, aber ins Forum direkt posten möchte ich nicht.

Grüße,
Thomas

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