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有限元分析FEA和计算流体动力学CFD的区别与联系

有限元: 2017-09-06 10:35:11 阅读数: 29585 分享到:

 众所周知,FEA指的是FiniteElementAnalysis,即有限元分析;而CFD指的是ComputationalFluidDynamics,即计算流体动力学。通常我们会简化并将FEA归类为分析结构设计中的强度与位移,将CFD归类为分析设计中的流体流动。

 深圳市有限元科技有限公司是一家有十年有限元分析项目经验的高科技企业,公司代理国外多款着名有限元软件,并提供软件的销售与培训业务,另研发出多款行业有限元通用软件,并秉承以最高质量的产品和最高质量的服务满足客户的各种需求的服务理念,致力于为客户提供一站式有限元整体解决方案,目前已为全国超过500家企业提供有限元分析服务。如需购买有限元软件或咨询服务请联系电话:13632683051,咨询QQ:2039363860/4006046636。

 为便于理解,有限元科技小编对有限元分析FEA和CFD分别进行实例说明。

 FEA

 下图所示,如果在货架上不断添加货物,那么货架的变形情况是怎样的,多久会到达其弹性极限?


有限元分析FEA和计算流体动力学CFD的区别与联系

 下图为典型的位移分布图,显示当货物重量达到100kg时,货架的前部变形大约1mm。


有限元分析FEA和计算流体动力学CFD的区别与联系

 下图为安全系数图,表示此时货架支撑杆上的应力处理安全状态。


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 CFD

 下图所示,当热水通过一个处于空气环境中的热交换器时,水温会下降多少?


有限元分析FEA和计算流体动力学CFD的区别与联系

 下图所示为一张结果处理中的剖面图,显示了对于流速为3.2L/minwww.featech.com.cn的热水,其温度大约下降了约50摄氏度。同时,分析结果中给出了流体的运行轨迹以及相互作用的简单矢量图。


有限元分析FEA和计算流体动力学CFD的区别与联系

 FEA和CFD

 FEA与CFD之间有着巨大的差别,不管是问题类型还是求解算法,都能明显区别开来。但是,在现实情况中却有着大量的问题需要FEA与CFD同时去分析。

 例如在FEA模型中,货架是包围在空气中,而空气是作为一个流体而存在的;在CFD模型中,热交换器可能会因为水流发生结构上的变化,这就需要FEA技术来分析。

 因此,在许多情况中,我们需要建立耦合物理场来分析问题。

 多物理场

 下图为高速公路道路标志,其在重力与风力的共同作用下会发生怎样的变形呢?


有限元分析FEA和计算流体动力学CFD的区别与联系

 对于变形问题,我们可能首先想到用FEA技术去分析,但是风力的加载问题却很难解决,这就需要引入多物理场耦合来求解。

 首先使用CFD分析标志因为风力而在表面承受的压强,再将材料数据与重力加载导入,并将标志底座固定,进行求解,从而完成一个完整的分析流程。


有限元分析FEA和计算流体动力学CFD的区别与联系

有限元分析FEA和计算流体动力学CFD的区别与联系

 下图为位移图和Pin/Bolt标准分析图,两者都标示道路标志在风速为60mile/h时非常安全。


有限元分析FEA和计算流体动力学CFD的区别与联系

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