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Autor Thema:   FSI ANSYS (195 mal gelesen)
Marek11
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Beiträge: 9
Registriert: 17.10.2017

erstellt am: 21. Mai. 2019 12:54    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Liebes Forum,

ich würde gerne die Wellendurchausbreitung (Druckwelle) durch einen Betonzylinder mit mittig liegender wassergefüllter Pore simulieren.
Ich habe es bereits als explizie Analyse modeliert, die Pore habe ich als Eulerrahmen definiert, nur kann ich hier nur quaderförmige Rahmen festlegen, keine Kugel bzw. radialsymmetrische Rahmen, weswegen das nicht so richtig funktioniert.
Gibt es die Möglichkeit, diese kombinierte Simulation über eine FSI zu berechnen? Wenn ja, welche Komponenten müssen gekoppelt werden (Explizit/transient mit einer Fluiddynamik?). Ziel der numerischen Untersuchung soll es sein, den Einfluss einer wassergefüllten Pore auf die Wellenausbreitung zu erfassen, insbesondere die Spannungen am Porenrand.

Hat jemand damit Erfahrung und kann mir mit Tipps weiterhelfen?

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Duke711
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Beiträge: 536
Registriert: 14.11.2016

erstellt am: 21. Mai. 2019 14:47    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Marek11 10 Unities + Antwort hilfreich

Wenn eine Druckwelle durch den Beton wandern soll, halte ich die explizite Analyse für einen falschen Ansatz. Ich würde den Beton als poröses Medium mit Wassereinschluss in CFD modellieren und den Druckgradienten dann als Last auf einer statischen (über mehrere Lastschritte quasi transient) Analyse mappen. Erhebliche zeit Ersparnis, da die Pore sowie so eingeschlossen ist halte ich es nicht für notwenig eine FIS Kopplung über eine transiente Analyse zu machen- Da ich keinen Einfluss durch die deformierte Pore auf die Wellenausbreitungsfront erwarte. Bei jeder Verschiebung im Rechenschritt wird dann in CFD jedes mal neu vernetzt.


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Marek11
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Beiträge: 9
Registriert: 17.10.2017

erstellt am: 21. Mai. 2019 16:30    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


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Vielen Dank für die Hinweise!
Dazu noch ein paar Fragen:
Mit CFD ist Fluiddynamik (Fluent) gemeint, oder? Kann ich dort die Ausbreitung der Welle in Form von Dehnungen durch den Beton erfassen, da müsste man dem Materialien dann irgendwo eine Steifigkeitsmatrix (bzw. Kompressionsmodul für das Wasser) zuweisen können? Und was ist mit "porösem Medium" gemeint? Der Beton bildet bei mir ein Volumenkörper mit innenliegendem Holhraum, welcher durch die Pore ausgefüllt wird.

Vielleicht noch ein/zwei Hintergrundinfos:
Mit der Druckwelle meine ich eine Dehnungswelle (durch einen Impakt etc.), welche sich mit Körperschallgeschwindigkeit (ca 4000 m/s im Beton) ausbreitet, deswegen kleine Elemente und Zeitschritte. Trifft diese Druckwelle dann auf die Pore, soll die Welle teilweise übertragen werden und teilweise zurückreflektiert (mechanische Impedanz). In einer statischen Analyse kann ich diese Wellenausbreitung doch nicht abbilden, oder täusche ich mich da (Ich habe auch keine Randbedingungen, wie beispielweise Lagerungen(Fixierungen)[IMG][/IMG]?
Mein großes Ziel ist es, den Einfluss der Pore (z.B. Durchmesser und wassergefüllt ja/nein) auf die Wellenausbreitung im Beton zu erfassen. Im quasistatischen Belastungsfall ist solch eine Pore ja eine Störstelle (Spannungserhöhung an Einschlüssen und Öffnungen), das würde ich gerne mit einer dynamischen Belastung (Dehnungswelle) vergleichen.

Vielen Dank für die Hilfe!

PS: Im Anhang ist ein Bild aus einer expliziten Simulation (AUTODYN) der Problemstellung. Die Übertragung der Welle durch die Pore klappt prinzipiell, leider stimmen die Ergebnisse (Dehnungen am Porenrand) noch nicht, was aller Vorraussicht nach am Eulerrahmen liegt (dieser kann nur Quaderförmig sein; ich bekomme gleiche Ergebnisse bei voller und leerer Pore). Wenn ich eine eckige Pore (Quader) modelliere klappt alles bestens (unterschiedliche Ergebnisse bei leerer und voller Pore).

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Duke711
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Beiträge: 536
Registriert: 14.11.2016

erstellt am: 22. Mai. 2019 19:53    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Marek11 10 Unities + Antwort hilfreich

Mit CFD kann eben so wenig die Dehnung oder Kompression erfasst werden wie in FEM die Druckwelle, denn diese wird nicht modelliert, sondern nur als RB aufgetragen. Nichts anders geschieht auch bei einer FSI Kopplung. Nur das man aber mittels CFD jeden infinite Druckgradienten in der FEM mappen kann und somit eine sehr genaue Berechungen möglich ist, anstatt nur an einem Startpunkt einen äußeren Druck/Kraft als RB aufzubringen was zu sehr großen Ungenauigkeiten führen kann.

Wenn eine statische Analyse in beliebig viele Lastschritte eingeteilt wird, hat man meine quasi transiente Analyse mit der Einschränkung das keine Starrkörperbewegung auftreten darf, sowie Massenträgheiten nicht abgebildet werden. So lange weiche Ferdern definiert werden sind auch in der statischen keine Lagaerungen notwendig.

[Diese Nachricht wurde von Duke711 am 22. Mai. 2019 editiert.]

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