FSI 解析(流体-構造連成解析)紙の落下解析

  • 紙や木の葉と言った薄い物体が落下する挙動を見たい
  • 紙や木の葉が周りの流体の影響で飛行するする様子を可視化したい

紙の落下する様子を解析した事例です。

紙側は構造解析ツール(ANSYS Mechanical)、周辺領域は流体解析ツール(ANSYS FLUENT)を用いて計算しております。紙は変形しつつ落下しますが、紙の姿勢によって、励起される周辺の流れ場、圧力場が変わるため、こちらの事例のように斜め方向に飛行するような挙動をとります。

こちらの事例では、静止状態から落下させていますが、
・紙に初期速度を定義
・複雑な流れ場形状での挙動
・強制対流場での挙動
等様々な応用が考えられます。

なおこちらの事例では、紙が大きく動くため、FLUENTのリメッシングの機能を使用しており、また連成解析用にはSystem Coupling機能を使用しております。

解析結果


紙の落下時の速度場、並びにひずみの可視化(クリックで動画再生)

可視化ツールのEnsightを用いることで、次の動画の作成も可能になります。

動画上部は落下する紙を、動画下部は、
・左側:紙の周囲の流れ場 ・真ん中:紙の応力分布 ・右側:時間と最大速度のグラフ
を表しています。


(クリックで動画再生)

解析種類

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