技术应用】
浅谈有限元软件ANSYS在水利工程中的应用
石 琨
(河南省周口市沙颍河工程管理处，河南周口466000)
[摘要] 近年来随着有限元法在工程上的广泛应用，ANSYS软件凭借建模简单、快速、方便的特点，
成为了大型通用有限元软件的代表。文章对ANSYS软件作了简单的介绍，通过对水利大坝的简单分析
来阐述ANSYS的分析过程。可以看出，ANSYS软件的确可以在水利工程中发挥有效作用。
[关键词] ANSYS；水利
中图分类号：TP 311．5 文章标识码：B 文章编号：1009—0088(2010)04—0099一O1
1 ANSYS软件概述
成立于1970年的美国ANSYS公司，是目前世界上最著名
的CAE(计算机辅助设计)软件和服务的提供商之一。34年
来，ANSYS公司一直致力于分析设计软件的开发及分析咨询服
务，为全球工业界所广泛接受，并拥有了全球最大的用户群体。
近13 000家正式商业用户(总装机超过70 000台套)和超过
100 000家大学用户；在美国《财富》杂志评选出的全球财富前
100企业中；有73个是ANSYS的“集团”用户；许多国际化大公
司以ANSYS软件作为其设计分析标准。这些用户群体涵盖了
机械制造、能源、石油化工、电子、土木建筑、汽车、铁道、军工、
核技术、航空航天、造船、地矿、水利、生物医学、日用家电等诸
多工业领域，ANSYS是这些工业领域进行国际国内优化设计、
技术交流的主要平台。
ANSYS软件的最新发展总是领导着CAE领域的变革趋
势。融结构、热、流体、电磁于一体的多物理场耦合仿真的功
能，集中代表了用于“虚拟样机”最先进的CAE技术；高度非线
性分析功能是2O世纪9o年代大型通用CAE程序的标志；与
CAD软件无缝的几何模型双向参数互动是CAD／CAE整体化
协同仿真的基础。
2 ANSYS软件的功能
ANSYS包括以下主要功能模块：
(1)结构分析，包括静力分析、模态分析、谐响应分析、瞬态
动力学分析、特征屈曲分析、专项分析等类型。
(2)热分析，包括相变、内热源、热传导、热对流、热辐射等
类型。
(3)电磁分析，包括静磁场分析、交变磁场分析、瞬态磁场
分析、电场分析、高频电磁场分析等类型。
(4)流体分析，包括耦合流体动力、声学分析、容器内流体
分析、流体动力学耦合分析等类型。
(5)耦合场分析，主要考虑2个或多个物理场之间的相互
关系。
3 ANSYS分析过程
笔者对水利上常用的大坝做一个分析来阐述ANSYS的基
本分析过程。
3．1 进入ANSYS，更改工作名称
程序一ANSYS11．O_n1e_÷ChaIlgJobname．
3．2 选择单元类型
ANSYSM ainMenu：Preprocessor— ElementType— Add／Edit／
Delete--*Add SolidQuad4node42_+0K Options_+K3：Planestrain—}
OK— Close．
3．3 定义材料参数
ANSYSMainMenu：Preprocessor--+MatedMPwps-÷MaterialM—
odels Stmctural_+Linea卜斗E1astic_+Is0tr0pic_÷输人EX：2．1el1，
PRXY ：0．3— OK．
3．4 生成几何模型
3．4．1 生成关键点
ANSYSMainMenu：Preprocessor_+Modeling_+Create_+Key
points--+InActiveC 次输入4个点的坐标：1(O，O)，2(1，0)，
3(1，5)，4(0．45，5)一0K．
3．4．2 生成坝体截面
ANSYSMainMenu： pmcessoH Modeling-+Creale叶 as_+
Arbitrary-~ThmughKPS-~ 次连接4个特征点一OK．
3．5 网格划分
ANSYSMainMenu：Preprocessor——}Meshing— MeshTool——-
(SizeControls)lines：Set
