日常学习练手—翼肋减重—流固耦合+拓扑优化（仅验证流
1、流固耦合是指即计算流体也计算固体的仿真，本篇为单向耦合，先计算流体，再将流场的压力给固体表面。2、拓扑优化是结构优化的最神奇的一支，拓扑是指物体的形状形态变化的数学分支，本篇为简单的拓扑优化，
计算能否给机翼减重，即翼肋该如何打减重孔。
3、分析的目的是为了更好的设计，本篇中使用profili、ug、pw、workbench软件，
完成从初步选型，分析，优化的流程，仅验证流程可否实现。
4、本篇没有实际工程意义，实际工程会复杂问题简单化，而本篇是简单问题脑残化QAQ。
5、附 结果图1：流线动图 结果图2：（打孔）优化过程动图 结果图3：优化后的翼肋形变动图 问题描述：
简述版：航模机翼的翼肋在低速下怎样减重。
抽象理想版：naca2412翼型在30m/s的速度下，使用雪弗板（PVC泡沫）材料，如何减重。
整体流程如下：
1、profile 选择航模常见翼型；
2、ug中绘制外流场面，并用pw绘制外流场；
3、搭建workbench框架，并使用cfx模块计算外流场；
4、DM模块中绘制翼肋，并使用拓扑优化；
5、根据优化结果，重新建模，并进行静力学分析；
6、循环第五步；%%即根据分析结果再修改模型，再分析，直至合格
7、结果对比。 1、profile 选择航模常见翼型
查阅资料，选择低速常用翼型naca2412。
（该软件使用流程请参考“日常学习练手——低速情况下前掠翼与后掠翼的区别”） 2、ug中绘制外流场面，并用pw绘制外流场%%（具体可参考“低速情况下前掠翼与后掠翼的区别”）
1、导入ug中后绘制外流场；
2、插入->曲线->矩形；%%矩形大小是9m*4m；
3、插入->曲面->有界平面，选择矩形和翼型；%%这是外流场部分
4、重复上一步，只选择翼型；%%这是翼肋部分
5、如结果图1：ug建模，导出为igs格式。
pw部分，（具体可参考“10Ma二维锥体流场分析”）
1、导入pw，求解器设置为fluent，维度选择二维；
2、设置翼肋维度为180，长边维度为40，短边为20；
3、选择非结构网格，create->assemble special->domain,先选外框，保存，再选择翼肋，保存并生成；
4、求解网格，设置边界衰减为0.9，设置5层边界层；
5、设置入口、出口、壁面边界条件，设置为流体域，如结果图2：外流网格；
6、设置网格方向为右手坐标系，保存，并生成cas文件。 3、搭建workbench框架，并使用cfx模块计算外流场
搭建workbench过程如下：
1、打开workbench后，tools->options->appearance,勾选beta options；
2、找到toolbox->component->geometry，左键点住不放，拖到右侧绿框；
3、找到toolbox->component->cfx,左键点住不放，拖到geometry右侧；
4、找到toolbox->analysis systems->shape optimization(beta),拖到cfx右侧；
5、左键点住geometry下的DM不放，拖到shape optimization(beta)的DM；
6、左键点住cfx下的solution不放，拖到shape optimization(beta)的setup，如结果图1。
使用cfx计算：
1、导入cas文件，并设置2D网格为Planar（平面），拉伸距离1（即1毫米）；
2、材料为Air at 25°C，无浮力，绝热模型，温度25°C，sst湍流模型；
3、速度入口为30米每秒，静压出口为1atm，翼型为无滑移壁面，其余两个面为对称边界条件；
4、均高精度模式，激进的时间步，时间因子为20，残差0.00001；
5、网格自适应，压力梯度，最大步数为2，每20次一步；
6、关闭setup，打开solution，双精度模式求解；
7、打开post查看压力、流速分布和流线图，如结果图2、3。
4、DM模块中绘制翼肋，并使用拓扑优化
DM建模：
1、导入ug图；
2、Extrude,选择导入平面，方向为垂直平面的z轴，depth为0.001m
，Generate；%%（即拉伸1mm）
3、create->Primitives->Cylinder,圆心坐标（0.06，0.004，0），轴（0，0，0.001），
半径0.003m， operation->cut materical，Generate；
4、设置part->Fluid/Solid为Solid，保存，如图1：原始翼肋。
shape optimization模块：
1、双击engineering data，点击Engineer Data Sources->Composite Material（复合材料），
在Outline of Composite Materials窗口找到PVC Foam（60kg m^-3）,
点击旁边的＋，材料添加结束，关闭Engineering Data；
2、选择geometry下的物体，设置Assignment为PVC Foam（60kg m^-3）；
3、Outline中的Mesh->Sizing->Size Function，设置为Curvature
->Max Face Size，设置为0.002m
导航条中的Mesh->Mesh Control->Sizing,选择翼面，Element Size为0.001m，
->Sizing,选择圆环，Element Size为0.001m
导航条中的Mesh->Update，网格绘制结束，如图2：网格；
4、点击Outline中的Shape Optimization，
导航条中Environment->Inertial->Standard Earth Gravity->Direction,本例设置为-Y
->Supports->Fixed Support,选择圆柱面，即固定圆柱面；
点击Outline中的Imported Load，导航条中Environment->Imported Loads->Pressure,
geometry选择翼面，CFD surface选择之前设置好的壁面；
边界条件设置结束；
5、点击Outline中的Shape Finder，Target Reduction（目标减少量）设置为百分之六十；
6、求解过程，点击导航条中的Solve（求解），需要几分钟到十几分钟。
7、结果如图3：优化结果图 。 5、根据优化结果，重新建模，并进行静力学分析
首次重新建模：
1、将shape Optimization的结果图片截取，使用格式工厂转变图片格式为TIFF；
2、ug->视图->可视化->光栅图像->指定TIFF图片,选择之前的TIFF；
3、首次建模，结果如图1：重建模型1-光栅与草图；
4、拉伸1mm，结果如图2：重建模型1，保存。
添加静力学分析模块，如图3：优化的workbench框架。%%(可参考第三步‘搭建workbench框架’)
静力学分析：
1、(右键点击)Static Structural->Geometry , Import Geometry->Browse,选择重建模型1；
2、双击Static Structural->Model，打开静力学模块；
3、Outline中的geometry下的物体，设置Assignment为PVC Foam（60kg m^-3）； 4、Outline中的Mesh->Sizing->Size Function，设置为Proximity and Curvature，
->Mix Face Size，->Mix Size，都设置为0.001m；
导航条中的Mesh->Mesh Control->Method,选择翼肋，->Methed->Tetrahedrons，
->Sizing,选择所有面（除两侧面），->Element Size为0.001m；
导航条中的Mesh->Update，网格绘制结束；
5、点击Outline中的Static Structural， 导航条中Environment->Inertial->Standard Earth Gravity->Direction,本例设置为-Y
->Supports->Fixed Support,选择圆柱面，即固定圆柱面；
点击Outline中的Imported Load，导航条中Environment->Imported Loads->Pressure,
geometry选择翼面，CFD surface选择之前设置好的壁面；
6、点击Outline中的Solution，
导航条中Solution->Strain->Equivalent，Solution->Stress->Equivalent；
点击导航条中的Solve（求解）。 6、循环第五步
步骤与第五步完全相同，重点在依据分析结果改图，主要思路如下：
1、图中不应该有锐角存在，一定要倒角或画圆；
2、变形大的地方应注意加厚或加支撑等；
3、美观很重要，太丑的模型结果基本很糟；
4、也可以对重建的模型进行拓扑优化，可参考第四步‘DM模块中绘制翼肋，并使用拓扑优化’；
5、注意材料的特性，如果实在没救就换材料；
6、很多地方可参考使用桁架结构。 7、结果对比（均使用真实比例）
图1：原始模型的形变量分布
图2：原始模型的应力分布
图3：优化模型的形变量分布
图4：优化模型的应力分布
原始模型的最大形变量0.00067126m，最大应力为550910Pa；
优化模型的最大形变量0.00066762m，最大应力为3078900Pa；
原始模型的质量为0.30633g，优化模型的质量为0.23134g。
总结： 1、降低了百分之二十五的质量；
2、质量和强度是矛盾的，减小质量就会降低强度。
3、在矛盾中合理的舍取才是工科的真谛0v0。 话说cfx怎么做这种二维仿真，表示不太会弄
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