ANSYS Workbench模拟弹性血管流固耦合分析

"该资源是关于使用ANSYS Workbench进行弹性血管分析的实例教程，主要讲解如何模拟血流经过血管时的压力脉冲和管壁运动的相互作用。教程涵盖了从导入几何模型、设置材料属性、定义网格到预览网格的全过程。" 在ANSYS Workbench中进行弹性血管分析，首先需要理解这种分析的关键在于流固耦合（FSI），即流体压力对管壁产生影响，同时管壁的运动又反过来影响流体的流动。在本实例中，采用了一个90度的弹性管道来模拟血管，并且应用了压力脉冲作为时间函数，模拟血液流动时的压力变化。由于流体是弱压缩的，因此其密度被设定为压力的函数。 在工作流程开始时，用户需启动Workbench 11.0并创建新的仿真项目。接着，通过“Geometry>From File”导入预先准备的血管几何模型文件BloodVessel.agdb。在几何模型处理阶段，需要对管壁材料进行定义，这里假设材料为Structural Steel，但将其重命名为PipeWall，并设定其弹性模量为4.5E+08 Pa，泊松比为0.3，密度为1150 kg/m³。 接下来是网格划分的步骤，这是数值模拟中的重要环节。通过右键点击Mesh并插入Sizing，用户可以对血管的端部线条设置网格大小。在本例中，选择了Number of Divisions类型，将6个特定线条分别设置为12和10等分，确保在关键区域有足够精细的网格，以便更准确地捕捉流动和应力变化。最后，预览Surface Mesh可以检查网格的质量和分布，确保满足分析需求。 这个教程详细地展示了如何在ANSYS Workbench环境中设置和执行弹性血管分析，对于学习理解和应用流体动力学与结构力学的耦合问题，以及在生物医学工程领域进行血管模拟分析具有很高的参考价值。通过这样的实践，用户可以深入理解流体和固体相互作用的复杂性，并掌握如何在实际工程问题中应用这些知识。