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ICFD model for sloshing FSI in a container- initial velocity issue

    • Md Zunayed Habib
      Subscriber

      Hello, 

      I was trying to model a tank partially filled with water to impact. When I tried the ICFD fluid model separately, the models works fine, but when I try to couple them, the model doesn't coverge and after several iterations it says it has some intersecting faces, which should not happen. I tried to add initial velocity to the solid using *INITIAL_VELOCITY_GENERATION and to the fluid using *ICFD_INITIAL. When i remove the *ICFD_INITIAL card, the FSI model runs fine, but the fluid starts at a 0 velocity. I want the whole fluid volume to have an initial velocity same to the solid container.

      Can anyone please suggest how should I try to solve this issue?

       

      I am adding my keywords (with out the mesh) below: 

      $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

      Solid

      $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

      *CONTROL_CONTACT
      $   slsfac    rwpnal    islchk    shlthk    penopt    thkchg     orien
             0.1       1.0         1         0         1         0         1         0
      $   usrstr    usrfrc     nsbcs    interm     xpene     ssthk      ecdt   tiedprj
               0         0         0         0       4.0         1         1         0
      $#   sfric     dfric       edc       vfc        th     th_sf    pen_sf     ptscl
             0.0       0.0       0.0       0.0       0.0       0.0       0.0       1.0
      $#  ignore    frceng   skiprwg    outseg   spotstp   spotdel   spothin
               0         0         0         0         0         0       0.0
      $#    isym    nserod    rwgaps    rwgdth     rwksf      icov    swradf    ithoff
               0         0         1       0.0       1.0         0       0.0         0
      $#  shledg    pstiff    ithcnt    tdcnof     ftall    unused    shltrw    igactc
               0         0         0         0         0                 0.0         0
      *CONTROL_ENERGY
      $#    hgen      rwen    slnten     rylen     irgen     maten     drlen     disen
               2         2         2         1         2         1         1         1
      *CONTROL_IMPLICIT_AUTO
      $#   iauto    iteopt    itewin     dtmin     dtmax     dtexp     kfail    kcycle
               1       100        20       0.0      -700       0.0         0         0
      *CONTROL_IMPLICIT_DYNAMICS
      $#   imass     gamma      beta    tdybir    tdydth    tdybur     irate     alpha
               1      0.55   0.27563       0.01.00000E281.00000E28         1       0.0
      *CONTROL_IMPLICIT_GENERAL
      $#  imflag       dt0    imform      nsbs       igs     cnstn      form    zero_v
               1       0.1         2         0         1         0         0         0
      *CONTROL_IMPLICIT_SOLUTION
      $#  nsolvr    ilimit    maxref     dctol     ectol     rctol     lstol    abstol
              12        11        15     0.001      0.01       0.0       0.01.0000E-20
      $#   dnorm    diverg     istif   nlprint    nlnorm   d3itctl     cpchk
               2         1         1         3         2        10         0
      $#  arcctl    arcdir    arclen    arcmth    arcdmp    arcpsi    arcalf    arctim
               0         0       0.0         1         2       0.0       0.0       0.0
      $#   lsmtd     lsdir      irad      srad      awgt      sred
               5         2       0.0       0.0       0.0       0.0
      *CONTROL_OUTPUT
      $#   npopt    neecho    nrefup    iaccop     opifs    ipnint    ikedit    iflush
               1         3         0         0       0.0         0       100      5000
      *CONTROL_SHELL
      $#  wrpang     esort     irnxx    istupd    theory       bwc     miter      proj
            20.0         1        -1         0         2         1         1         1
      $# rotascl    intgrd    lamsht    cstyp6    thshel
             1.0         0         0         1         0
      $# psstupd   sidt4tu     cntco    itsflg    irquad    w-mode   stretch      icrq
               0         0         0         0         2       0.0       0.0         0
      $#  nfail1    nfail4   psnfail    keepcs     delfr   drcpsid    drcprm   intperr
               0         0         0         0         0         0       1.0         0
      *CONTROL_TERMINATION
      $#  endtim    endcyc     dtmin    endeng    endmas     nosol
           100.0         0       0.0       0.01.000000E8         0
      *DATABASE_GLSTAT
      $#      dt    binary      lcur     ioopt
             0.1         0         0         1
      *DATABASE_MATSUM
      $#      dt    binary      lcur     ioopt
             0.1         0         0         1
      *DATABASE_NODOUT
      $#      dt    binary      lcur     ioopt   option1   option2
            0.01         0         0         1       0.0         0
      *DATABASE_RCFORC
      $#      dt    binary      lcur     ioopt
             0.1         0         0         1
      *DATABASE_BINARY_D3PLOT
      $#      dt      lcdt      beam     npltc    psetid
             2.0         0         0         0         0
      *DATABASE_EXTENT_BINARY
      $#   neiph     neips    maxint    strflg    sigflg    epsflg    rltflg    engflg
               0         0         3         0         2         2         2         2
      $#  cmpflg    ieverp    beamip     dcomp      shge     stssz    n3thdt   ialemat
               0         1         0         1         1         1         2         1
      *MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY
      $#     mid        ro         e        pr      sigy      etan      fail      tdel
             1007.86000E-6     200.0      0.28     0.326       0.01.00000E21       0.0
      $#       c         p      lcss      lcsr        vp
            40.0       5.0         0         0       1.0
      $ plastic stress strain curve
      $#    eps1      eps2      eps3      eps4      eps5      eps6      eps7      eps8
             0.0    0.0152    0.0226    0.0407    0.0691    0.0983    0.1345    0.7093
      $#     es1       es2       es3       es4       es5       es6       es7       es8
           0.326     0.328    0.3788    0.4414     0.497      0.53    0.5557    0.7604
      *PART
      $#                                                                         title
      Container shell
      $#     pid     secid       mid     eosid      hgid      grav    adpopt      tmid
             100       100       100         0         0         0         0         0
      *SECTION_SHELL
      $#   secid    elform      shrf       nip     propt   qr/irid     icomp     setyp
             100         2       1.0         5       1.0         0         0         1
      $       t1        t2        t3        t4      nloc
      $#      t1        t2        t3        t4      nloc     marea      idof    edgset
             3.0       3.0       3.0       3.0       0.0       0.0       0.0         0
      *INITIAL_VELOCITY_GENERATION
      $#      id      styp     omega        vx        vy        vz     ivatn      icid
             100         2       0.0      20.0       0.0       0.0         0         0
      $#      xc        yc        zc        nx        ny        nz     phase    irigid
             0.0       0.0       0.0       0.0       0.0       0.0         0         0
      *DEFINE_CURVE
      $#    lcid      sidr       sfa       sfo      offa      offo    dattyp     lcint
             700         0       1.0       1.0       0.0       0.0         0         0
      $#                a1                  o1
                       0.0                 0.1
                       1.0                 0.1
                     100.0                 0.1
      *RIGIDWALL_PLANAR_ID
      $#      id                                                                 title
               1                                                                      
      $#    nsid    nsidex     boxid    offset     birth     death     rwksf
               0         0         0       0.0       0.01.00000E20       1.0
      $#      xt        yt        zt        xh        yh        zh      fric      wvel
          1100.0       0.0       0.0    1000.0     100.0       0.0       0.0       0.0

      $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

      Fluid and FSI

      $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

      *ICFD_BOUNDARY_FSI
      $#     pid
               1
               2
      *ICFD_CONTROL_FSI
      $#     owc        bt        dt       idc    lcidsf     xproj
               0       0.01.00000E28      0.25         0         0
      $#    nsub
               0

      *ICFD_INITIAL
      $#     pid        vx        vy        vz         t         p               dfunc
               0      20.0       0.0       0.0       0.0       0.0         0         0
      *LOAD_BODY_Z
      $#    lcid        sf    lciddr        xc        yc        zc       cid
               2       1.0         0       0.0       0.0       0.0         0
      *DEFINE_CURVE_TITLE
      Velocity imposed
      $#    lcid      sidr       sfa       sfo      offa      offo    dattyp     lcint
               1         0     100.0      20.0       0.0       0.0         0         0
      $#                a1                  o1
                       0.0                 1.0
                      10.0                 1.0
      *DEFINE_CURVE_TITLE
      Gravity force
      $#    lcid      sidr       sfa       sfo      offa      offo    dattyp     lcint
               2         0       1.0   0.00981       0.0       0.0         0         0
      $#                a1                  o1
                       0.0                 1.0
                   10000.0                 1.0
      *INCLUDE
      ICFD_mesh.k
      *ICFD_BOUNDARY_NONSLIP
      $#     pid
               1
      *ICFD_BOUNDARY_NONSLIP
      $#     pid
               2
      *ICFD_CONTROL_TIME
      $#     ttm        dt       cfl    lcidsf     dtmin     dtmax    dtinit    tdeath
           100.0       0.0       1.0         01.00000E-91.00000E28       0.01.00000E28
      *ICFD_MAT
      $#     mid       flg        ro       vis        st  stsflcid        ca
               1         11.00000E-61.00500E-9       0.0         0       0.0
      *ICFD_MAT
      $#     mid       flg        ro       vis        st  stsflcid        ca
               2         0       0.0       0.0       0.0         0       0.0
      *ICFD_PART_TITLE
      Water
      $#     pid     secid       mid
               1         1         1
      *ICFD_PART_TITLE
      Air
      $#     pid     secid       mid
               2         1         2
      *ICFD_PART_TITLE
      Interface
      $#     pid     secid       mid
               3         1         1
      *ICFD_PART_VOL
      $#     pid     secid       mid
              10         1         1
      $#   spid1     spid2     spid3     spid4     spid5     spid6     spid7     spid8
               1         3         0         0         0         0         0         0
      *ICFD_PART_VOL
      $#     pid     secid       mid
              20         1         2
      $#   spid1     spid2     spid3     spid4     spid5     spid6     spid7     spid8
               2         3         0         0         0         0         0         0
      *ICFD_SECTION
      $#     sid
               1
      *MESH_INTERF
      $#   volid
              10
      $#    pid1      pid2      pid3      pid4      pid5      pid6      pid7      pid8
               3         0         0         0         0         0         0         0
      *MESH_VOLUME
      $#   volid
              10
      $#    pid1      pid2      pid3      pid4      pid5      pid6      pid7      pid8
               1         2         0         0         0         0         0         0

    • Reno Genest
      Ansys Employee

      Hello,

      Have you checked the iCFD examples on sloshing?

      https://www.dynaexamples.com/icfd

      https://www.dynaexamples.com/icfd/basics-examples/global_imposed

      https://www.dynaexamples.com/icfd/intermediate-examples/slosh2

       

      There is also a course on iCFD on the Ansys Learning Hub (ALH):

      https://jam8.sapjam.com/groups/QyHAlhciRCZ0Xt6xKZ2MHi/overview_page/jPMouxqQ2AOP6jVZLBMZCl

       

      Reno.

       

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