Interazione fluido-struttura


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La progettazione meccanica e l'ottimizzazione di alcune parti necessita di tener conto della mutua interazione di fluido e struttura. Dunque spesso necessario studiare fenomeni dove la meccanica strutturale e la fluidodinamica sono intimamente accoppiate, al fine di cogliere il comportamento reale di tali componenti.
( 24.04.2008 16:44 )
Figure 3: A diagram of the reed valve, showing the flexible reed petal, base, and stopper
In questo studio si presenta un metodo generico per lo studio del moto di una trave a sbalzo immersa in un fluido. Il moto del fluido viene risolto mediante il solutore commerciale (FLUENT 6.2) mentre la struttura risolta grazie ad un solutore dedicato basato sul metodo degli elementi finiti (FEM), sviluppato all'interno del Fluent come una user-defined function (UDF). Lo strumento gestisce travi di tipo arbitrario considerando l'effetto del contatto con pareti rigide o flessibili. Grazie al metodo proposto possibile effettuare analisi accoppiate di interazione fluido struttura (FSI) nel solutore CFD generico. Utilizzando tale strumento stato possibile studiare il moto della valvola a lamella di un motore a due tempi.

A general approach to study the motion of a cantilever beam interacting with a 2D fluid flow is presented. The fluid is solved by a general purpose commercial Computational Fluid Dynamic (CFD) package (FLUENT 6.2) while the structure is managed by means of a dedicated finite element method (FEM) solver, coded in FLUENT as a user-defined function (UDF). Arbitrary cantilever beams are handled by the model, and include non-linear effects, such as the contact between rigid and flexible walls. The proposed approach results to be very versatile because it allows to extend to Fluid Structure Interaction (FSI) study all the capability of the general CFD solver. Adopting the proposed approach, the study of a two stroke engine reed valve dynamic is presented.
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( 10.07.2002 15:55 )
Animazione dell'apertura delle lamella per un gradiente di pressione costante.
Il comportamento dinamico di una valvola a lamella influenza profondamente il il ricambio della carica nei Motori a Combustione Interna a due tempi e ne determina il comportamento al variare del numero di giri.
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