在流體到固的單向耦合仿真中，常常需要傳遞的物理量是壓力和溫度，它們可以作為結構分析的載荷條件。

不同軟件之間數據格式不通，需要人為的去做數據轉換。更關鍵的是，在實際項目中，做CFD仿真的和做CAE仿真的壓根不是一個人。 

這會帶來兩個問題：

(1) 流體壁面和結構壁面模型坐標系不一致，參數無法直接用；

(2) 流體壁面和結構壁面玩個節點不一致，無法進行點對點的參數傳遞。 

所謂逢山開路遇水搭橋，在這種情況下，我們就需要開發一些小工具，自動完成參數映射。 

本文以某型天線為例，給出CFD的溫度場映射到ABAQUS模型上的方法。

關鍵步驟梳理

步驟一，CFD結果導出：

做結構的人大部分對CFD格式不慎熟悉，當然我們可以提出需求，讓CFD工程師幫忙把壁面（wall）上結果導出，每行數據依次按照x，y，z，temperature排布，形成一個四列數的文本。 

如果對方搞不定，或者CFD就是我們自己做的，就只能自求多福了。

一般情況，如果我們所使用的CFD軟件或者CFD-POST這類后處理工具，是可以幫助我們得到一個四列數的文本的。最不濟，我們可以借助強大的Tecplot完成。 

再或者，從以后使用方便角度考慮，直接導出一個Tecplot文件。然后我們自己編一個針對.plt的后處理程序，自動完成壁面參數提取。

工作室自研解析工具

步驟二，坐標系融合：

融合方法有兩種：

（1） 公共點轉換：當結構特征表現出明顯的對應性的時候，且我們可以找到至少三個公共點，就可以建立坐標系轉換關系，將流體坐標系轉換到結構坐標系下。

（2） 點云配準：如果不具備上述特征，就需要采用點云配準的方法。該方法可以將兩組點坐標，進行最佳擬合匹配。 

在編程的時候，點云配準可以借助現有的點云算法庫完成，目前較為流行的PCL庫。 

我們在步驟一得到了CFD壁板坐標，這里進行坐標系融合的時候還需要CAE模型的坐標，該坐標可以從ABAQUS inp文件中之間拷貝得到。

*Part, name=PART-1

*Node

      1,   54.4015923,  -5.89080048,          30.

      2,   53.8370857,  -11.9988546,          30.

      3,  -48.6207314,  -3.89129758,          84.

      4,  -49.0763855,  -4.09715223,   94.4679184

      5,  -53.4180222,  -3.19716525,   94.5191727

      6,  -52.7271576,  -2.91121149,          84.

      7,  -44.4379768,   -4.5009594,          84.

      8,  -44.6520882,  -4.47322035,   94.4163437 

步驟三，參數映射：

ABAQUS中自帶了場定義模塊，通過粘貼坐標和對應變量值，自動實現插值映射。

如果有一些特殊情況，比如我的ABAQUS模型是帶厚度的實體單元，我想讓那個面的溫度映射到整個厚度方向單元上。

這就需要我們自己做插值算法。可以采用如下思路：

(1) 對于每個CAE模型的節點，計算它與所有CFD節點之間的距離。

(2) 查找到每個CAE節點最鄰近的CFD節點，將這個最鄰近CFD數據點的溫度插值到CAE中，這樣便可得到CAE溫度的插值數據。

(3) 最后使用插值結果，對inp進行自動修改，將溫度結果施加到每個節點上。

步驟四，渲染對照：

再開發一個可視化模塊，將原始CFD溫度分布和映射后面的CAE模型變量分布進行渲染。幫助我們確認是否有明顯的映射錯誤。

效果

某型天線壁面的溫度映射結果如下，我們開發了專門的軟件界面用以完成該過程。

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