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ANSYS声场分析的单元选择

2015-7-11 07:48| 发布者: admin| 查看: 13546| 评论: 0

摘要: 由前篇博文知道,ANSYS声场分析所依据的有限元方程如下:其中,方程左边的积分符号内部涉及到压力(及其导数)和位移(的二阶导数)两个自变量;而方程右边则与质量源(及其变化率)有关。在使用有限元方法进行离散 ...

由前篇博文知道,ANSYS声场分析所依据的有限元方程如下:

ANSYS声场分析的单元选择


 
其中,方程左边的积分符号内部涉及到压力(及其导数)和位移(的二阶导数)两个自变量;而方程右边则与质量源(及其变化率)有关。
在使用有限元方法进行离散后,方程中所包含的基本变量应该是压力和位移。
因此,ANSYS提供了下述声场单元,每个单元所包含的节点自由度是位移(UX,UY,UZ)和压力(PRES).
(1)FLUID29单元:4节点平面单元,每个节点包含UX,UY,PRES.

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(2)FLUID129单元:2节点的无限线单元,每个节点包含PRES一个自由度.它是FLUID29单元的伴随单元。

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(3)FLUID30单元:8节点空间单元。每个节点包含UX,UY,UZ,PRES四个自由度。

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(4)FLUID220单元:20节点空间单元。每个节点包含UX,UY,UZ,PRES四个自由度。

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(5)FLUID221单元:10节点四面体单元。每个节点包含UX,UY,UZ,PRES四个自由度。

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(6)FLUID130单元:三维8节点曲面单元。每个节点包含PRES一个自由度。它是FLUID30,FLUID220,FLUID221的伴随单元。

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【评论】

ANSYS提供的声场分析单元主要包含两类:平面单元和空间单元。而对于每一类单元,它有分为两类:域单元和无限边界单元。列表如下:
单元名称 平面/空间 域/无限边界 备注
FLUID29 平面 四节点四边形
FLUID129 平面 无限边界 用于模拟FLUID29的无限边界的吸声效果
FLUID30 空间 8节点六面体
FLUID220 空间 20节点六面体
FLUID221 空间 10节点四面体
FLUID130 空间 无限边界 于模拟FLUID30,FLUID220,FLUID221的无限边界的吸声效果
 
从上述表格可以看到,在选择单元的时候,首先应该根据问题确定是平面问题还是空间问题,从而选用不同的单元类型;其次根据是否要模拟无限边界,确定是否使用FLUID129,FLUID130.
从上述表格可以看到,如果是三维问题,当空间形状规则时,优先使用FLUID30和FLUID220,而空间形状不规则时,使用FLUID221.更进一步,对于规则的空间形状,FLUID30是线性单元,而FLUID220是高阶单元。
每个域单元一般包含位移自由度和压力自由度,但是也可以只包含压力自由度。当该单元用于模拟纯粹的流体时,它可以只包含压力自由度;但是当该单元用于模拟流体-结构的边界时,则它需要同时包含压力自由度和位移自由度。
无限边界单元只包含压力自由度。

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