star ccm+與abaqus流固耦合分析的案例
STAR-CCM+流固交界面處理教程：管道大變形過程的流固耦合分析
文章來源：STAR CCM online
雙向流固聲耦合圓柱體入水（STAR-CCM+&abaqus） ￥1300
因此，以平頭圓柱體為例，本案例運(yùn)用STAR-CCM+&abaqus對(duì)圓柱體入水100m/s過程進(jìn)行模擬，得到了結(jié)構(gòu)入水過程中周圍流場和自身響應(yīng)變化。
適用領(lǐng)域：航行體入水沖擊，船舶砰擊，海洋結(jié)構(gòu)物漂浮等領(lǐng)域。ST
STAR-CCM+流固模態(tài)-雙向流固耦合案例
4、流體域設(shè)置
5、計(jì)算結(jié)果
五.總結(jié)
STAR-CCM+提供了成熟的流固耦合方法，豐富的變形模型保證了其能在更多領(lǐng)域、場景中應(yīng)用。通過流固耦合計(jì)算，能夠精確預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)受到的流動(dòng)載荷、結(jié)構(gòu)的應(yīng)力及變形。STAR-CCM+中，可以用上述案例的方法進(jìn)行旋轉(zhuǎn)機(jī)械的流致振動(dòng)的耦合計(jì)算，進(jìn)行氣動(dòng)彈性及響應(yīng)分析等，流固耦合已經(jīng)成為研究復(fù)雜非定常流動(dòng)及葉片振動(dòng)的有力工具。
文章來源：能科股份
基于Star CCM+的流固耦合分析實(shí)例
1 多物理場耦合分析的分類
不同數(shù)據(jù)間的插值法：這是目前較為常見的方法，固體計(jì)算多采用有限元，流體多采用有限體積法。在不同的軟件和不同的方法之間通過網(wǎng)格數(shù)據(jù)的插值實(shí)現(xiàn)壓力、溫度、位移等場變量的交換，據(jù)說ANSYS和CFX之間可實(shí)現(xiàn)這一功能。比較強(qiáng)大的還是MpCCI，可以建立大多數(shù)固體軟件和流體軟件之間的借口，不僅能實(shí)現(xiàn)一般流固耦合問題的數(shù)據(jù)交換，在航空航天領(lǐng)域的氣動(dòng)彈性方面也很強(qiáng)大，不過目前完全數(shù)值計(jì)算的方法在氣彈問題應(yīng)用中并不十分廣泛，但MpCCI好像很難搞到盜版的，讓很多人很受傷。
統(tǒng)一求解的耦合法：該耦合法是指在同一計(jì)算環(huán)境下實(shí)現(xiàn)多物理場下多個(gè)變量的同時(shí)計(jì)算。當(dāng)然耦合也有順序耦合與完全耦合之分。要實(shí)現(xiàn)這一耦合就目前來說必須要保證算法的統(tǒng)一。ADINA號(hào)稱專為多物理場耦合而生，它采用完全的有限元法來處理所有問題。用有限元法來處理流體計(jì)算顯然效率低下，且是其戰(zhàn)績并不輝煌，據(jù)說在氣彈和熱氣彈領(lǐng)域還沒有成功的案例，在一般的耦合計(jì)算領(lǐng)域不是很清楚，不敢妄加定論！
2．Star CCM+的耦合能力
CCM+的耦合功能主要可分為兩類：
第一即是通過數(shù)值的交換與其它軟件建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)多物理場的耦合，包括應(yīng)力分析、熱應(yīng)力分析、以及噪聲分析等的耦合。因?yàn)槠渥詭У慕涌诤苋菀讓?shí)現(xiàn)不同軟件之間數(shù)據(jù)的傳遞與插值，因此省去了類似MpCCI這樣的中間接口。個(gè)人用過Star CCM+與Abaqus之間的數(shù)據(jù)傳遞，當(dāng)用Star CCM+計(jì)算的結(jié)果如表面壓力場或溫度場之類的數(shù)據(jù)傳送給Abaqus時(shí)較為便利，只需要輸出一個(gè)載荷文件，然后在Abaqus中的inp文件中添加載荷的語句就可以方便的使用；但是當(dāng)使用Abaqus生成的數(shù)據(jù)ODB文件傳向CCM+時(shí)卻從未成功，據(jù)說這是因?yàn)槭褂玫?em>Abaqus軟件是盜版的。
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STAR-CCM+ & Abaqus 聯(lián)合仿真：圓柱體高速入水雙向流固耦合 ￥700
【全套源文件】STAR-CCM+ & Abaqus 聯(lián)合仿真：圓柱體高速入水雙向流固耦合(FSI)深度解析
【相關(guān)領(lǐng)域】：船舶與海洋工程、兵器科學(xué)、航空航天等跨域問題
【軟件版本】：STAR-CCM+ 2406 ABAQUS 202X以上
本人研究方向?yàn)楹Ｑ蠛叫衅骺缬蚨辔锢韴?em>耦合，指導(dǎo)過多位相關(guān)專業(yè)碩士博士研究生，科研項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)豐富。
1. 算例簡介
本資源針對(duì)高速入水沖擊這一強(qiáng)非線性流固耦合難題，提供了一套完整的 STAR-CCM+ (CFD) + Abaqus隱式協(xié)同仿真（Co-Simulation）解決方案。
算例成功復(fù)現(xiàn)了圓柱體入水過程中的空泡演化、入水沖擊載荷突變以及結(jié)構(gòu)體的動(dòng)態(tài)應(yīng)變響應(yīng)，解決了FSI計(jì)算中常見的“網(wǎng)格負(fù)體積”與“耦合面數(shù)據(jù)傳遞發(fā)散”問題。
2. 核心技術(shù)亮點(diǎn)
? 雙向耦合機(jī)制 (2-Way FSI)：實(shí)現(xiàn)流體壓力場與固體位移場的實(shí)時(shí)雙向數(shù)據(jù)交換，非單向弱耦合。
? 動(dòng)態(tài)網(wǎng)格技術(shù)：采用 重疊網(wǎng)格技術(shù)處理圓柱體的高速大位移運(yùn)動(dòng)，有效避免動(dòng)網(wǎng)格重構(gòu)導(dǎo)致的質(zhì)量下降。
? 精準(zhǔn)空泡捕捉：VOF 多相流模型配合空化模型，清晰捕捉空泡壁面分離、擴(kuò)張及表面閉合現(xiàn)象。
? 收斂性優(yōu)化：針對(duì)高速?zèng)_擊工況，優(yōu)化了耦合時(shí)間步與內(nèi)迭代策略，確保計(jì)算穩(wěn)定。
3. 資源包清單（所見即所得）
CFD 模型 (.sim)：STAR-CCM+ 原文件，包含完整的網(wǎng)格劃分、VOF設(shè)置、重疊網(wǎng)格及協(xié)同仿真接口設(shè)置。
FEA 模型 (.inp)：Abaqus 輸入文件，包含材料屬性、網(wǎng)格、分析步及 Co-simulation定義。
技術(shù)說明文檔 (PDF) 。
4. 適合人群
正在被流固耦合“負(fù)體積報(bào)錯(cuò)、不收斂”折磨的碩士和博士研究生。
需要做入水、出水航行體結(jié)構(gòu)響應(yīng)的研究人員。
附注： 本算例模型已調(diào)通。
展開 ABAQUS與STAR-CCM+雙向流固耦合流程（圓柱體入水為例） ￥200
圓柱體耦合教程word版本，購買算例文件包含全部內(nèi)容。
abaqus與star-cd流固耦合 ￥5
今天是abaqus與star-cd耦合分析的最后一講，我來來說點(diǎn)高端的。
利用abaqus進(jìn)行熱力耦合分析，利用star-cd進(jìn)行流體分析，star-cd將熱流與壓力傳遞到abaqus，abaqus將溫度傳遞到star-cd，彼此耦合，完美和諧。
冰作用下的航行體動(dòng)力學(xué)問題【STAR-CCM+&ABAQUS流固耦合算例（最新成果）】 ￥2800
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</div><p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202407/3b51ea95a5e36b25dfb1e346e3b7bd7a.png" width="630"></p><p><br></p><p>基于跨介質(zhì)問題研究的需求，建立了碰撞雙向流固耦合模型，分析了空泡演化和結(jié)構(gòu)載荷規(guī)律，涉及子彈-冰-空泡-水-空氣復(fù)雜相互作用。想了解可以私聊，可用于項(xiàng)目和論文，目前已有多位相關(guān)專業(yè)人士咨詢購買，包含答疑和源文件。
展開 XFlow與Abaqus的雙向流固耦合仿真須知XFlow與Abaqus的雙向流固耦合仿真須知
1）Abaqus 和XFlow 的協(xié)同仿真屬于FSI 仿真類型，即流固耦合仿真；
2）XFlow 必須在Labs 模式下運(yùn)行，激活Labs 模式的路徑是：Main menu > Options > Preferences > Application mode> Labs；
3）建議使用Abaqus 2018 及以上版本；
4）Abaqus的協(xié)同仿真服務(wù)功能必須提前安裝好；
5）如果Abaqus的協(xié)同仿真服務(wù)沒有安裝，那么請(qǐng)按以下方式進(jìn)行安裝：假設(shè)版本是Abaqus 2018， ?》》 首先使用X64命令行運(yùn)行：abq2018 extractCseApi ?》》 然后把CSS服務(wù)二進(jìn)制文件夾寫入系統(tǒng)path變量： X:\xxxxxx\Dassault Systemes\SimulationServices\V6R2018x\win_b64\code\bin， 其中X:\xxxxxx是相應(yīng)的安裝盤符和文件夾。
6）如果版本是2019不用安裝5)中的步驟，但也需要建立上述環(huán)境變量。
7）協(xié)同仿真時(shí)，數(shù)據(jù)是雙向交互式進(jìn)行傳遞的，Abaqus傳輸位移和速度信息給XFlow，XFlow傳輸載荷信息給Abaqus，仿真時(shí)的所有模型參數(shù)建議使用SI單位制。
展開 【流固耦合】降落傘充氣過程流固耦合分析
在充氣過程中，傘衣的結(jié)構(gòu)大變形與傘衣周圍流場變化的相互耦合是十分復(fù)雜的。因此，想要通過理論模型求解該過程是非常難以實(shí)現(xiàn)，而數(shù)值仿真技術(shù)將提供較好的解決思路。
降落傘的數(shù)值模擬是典型的流固耦合問題。解決該問題的主要思路是：應(yīng)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模擬降落傘的流場特征，通過結(jié)構(gòu)有限元法模擬降落傘的結(jié)構(gòu)特性，然后把兩者通過迭代耦合的方式結(jié)合起來，完成降落傘的數(shù)值模擬。本案例采用有限元分析軟件LS-DYNA來求解分析降落傘的充氣過程。
首先建立傘衣幾何模型，初始狀態(tài)設(shè)定為半折疊狀態(tài)，如圖1所示，將其保存為stp格式并導(dǎo)入Hypermesh中進(jìn)行前處理。確定傘繩初始長度，并設(shè)定頂點(diǎn)位置，通過line功能建立傘繩線條。根據(jù)幾何模型大小對(duì)流體域進(jìn)行建模，可設(shè)置為圓柱體域空間，選擇合適的尺寸對(duì)上述部件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，計(jì)算模型可參考圖2。
圖1 傘衣幾何模型
圖2 降落傘及流體域計(jì)算模型
傘衣材料選擇柔性紡織物材料，關(guān)鍵字為MAT_034,其密度為500kg/m3，彈性模量400MPa，泊松比0.15，厚度設(shè)置為2mm。傘繩選擇離散梁單元材料，關(guān)鍵詞為MAT_071，其中密度為400kg/m3，彈性模量97000MPa，截面積可自行設(shè)置。流體域賦予理想氣體，并設(shè)定空氣流速為80m/s。計(jì)算方法選擇ALE流固耦合算法。其余Card填充較為繁瑣，不在此贅述。計(jì)算結(jié)果展示如下：
圖3 不同時(shí)刻降落傘充氣狀態(tài)（0s；0.3s；0.6s；1s）
降落傘充氣展開視角1
降落傘充氣展開視角2
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展開 ansys流固耦合分析與工程實(shí)例 附ANSYS流固耦合分析與工程實(shí)例下載
ANSYS流固耦合簡介
ANSYS 很早便開始進(jìn)行流固耦合的研究和應(yīng)用， 目前 ANSYS 中的流固耦合分析算法和功能已相當(dāng)成熟，可以通過或者不通過第三方軟件(如 MPCCI)實(shí)現(xiàn) ANSYS Mechanical APDL + CFX、ANSYS Mechanical APDL + FLUENT、ANSYS Mechanical + CFX 的流固耦合分析。
從算法上講，ANSYS(也包括其他大型商業(yè)軟件)主要采用分離解法也就是載荷傳遞法求解流固耦合問題。但從數(shù)據(jù)傳遞角度出發(fā)，流固耦合分析還可以分為兩種：單向流固耦合分析(oneway coupling 或 unidirectional coupling)和雙向流固耦合分析(twoway coupling 或bidirectional coupling)。
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流場分析：基于STAR CCM+軸流風(fēng)葉仿真分析
表1 風(fēng)葉幾何參數(shù)
圖1 風(fēng)葉俯視圖
圖2 風(fēng)葉側(cè)視圖
圖3 計(jì)算區(qū)域示意圖
03
網(wǎng)格劃分
CFD 模型利用STAR CCM+ 軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分為多面體網(wǎng)格，在風(fēng)扇表面劃分邊界層，網(wǎng)格數(shù)量為1255300，網(wǎng)格質(zhì)量在0.66 以上，在風(fēng)葉處對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行加密處理，CFD 模型兩端為壓力進(jìn)出口邊界條件，采用非穩(wěn)態(tài)計(jì)算，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為850RPM。
圖4 網(wǎng)格模型
04
仿真模型方案
利用STAR CCM+ 軟件對(duì)仿真模型進(jìn)行分析，分析模型共有四種方案，如圖5所示。
基于Hypermesh前處理與Fluent、Optistruct求解器的流固耦合分析（二）流固耦合
如果在ansys workbench內(nèi)進(jìn)行這個(gè)分析，效率會(huì)高很多，軟件內(nèi)部本身便有相關(guān)的載荷傳遞的接口。但該方法的優(yōu)勢(shì)在于：
（1）可以直接得到流固之間傳遞的數(shù)據(jù)，并可以很靈活的進(jìn)行修改。
（2）由于Hypermesh強(qiáng)大的前處理能力，當(dāng)結(jié)構(gòu)域的模型非常復(fù)雜時(shí)，也可以很方便的進(jìn)行分析計(jì)算。
?
STAR CCM+和abaqus耦合設(shè)置采用starccm+_leads還是abaqus_leads
一、總的來說，機(jī)械耦合用abaqus leads，熱耦合用star ccm+ leads：
二、對(duì)于隱式耦合求解器：
對(duì)于同一模型，兩種方法的計(jì)算時(shí)長基本一樣，選用哪種方法取決于求解的物理模型。在機(jī)械耦合中，最好采用abaqus leads，該法將采用流體的初始狀態(tài)計(jì)算；在熱耦合中，最好采用starccm+_leads，該法將采用固體的初始狀態(tài)計(jì)算，避免了用未收斂準(zhǔn)確的流體熱傳遞和環(huán)境作為初始狀態(tài)。
學(xué)完技術(shù)鄰ABAQUS流固耦合課程，能解決哪些實(shí)際流固耦合問題？
很多人學(xué)習(xí)ABAQUS流固耦合前都會(huì)困惑：“學(xué)完到底能解決工作 / 科研中的哪些具體問題？” 技術(shù)鄰 ABAQUS 流固耦合定制培訓(xùn)，依托全行業(yè)真實(shí)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，聚焦航空航天、汽車、科研等領(lǐng)域的核心流固耦合難題，讓你學(xué)完就能針對(duì)性解決實(shí)際問題，避免 “學(xué)了用不上”。
一、航空航天領(lǐng)域：解決高精尖耦合難題，匹配工程可靠性要求
航空航天領(lǐng)域的流固耦合問題，多涉及高溫、高壓、隨機(jī)載荷等復(fù)雜工況，技術(shù)鄰課程能幫你解決以下關(guān)鍵問題：
1. 航天器尾噴管碰撞耦合問題
1) 實(shí)際痛點(diǎn)：尾噴管在工作中受高溫氣流沖擊，同時(shí)承受隨機(jī)振動(dòng)載荷，易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)應(yīng)力超標(biāo)、隔熱層脫落等風(fēng)險(xiǎn)；
2) 課程解決方案：教你用 “多物理場（CEL/SPH/ALE）技術(shù)”，設(shè)置高溫材料屬性（隨溫度變化的彈性模量、熱導(dǎo)率），模擬隨機(jī)載荷下尾噴管與隔熱層的碰撞過程，精準(zhǔn)計(jì)算碰撞應(yīng)力與振動(dòng)響應(yīng)，確保結(jié)構(gòu)安全；
3) 應(yīng)用成果：學(xué)員曾用該方法解決某航天器尾噴管 “碰撞后局部應(yīng)力超 350MPa” 問題，優(yōu)化后應(yīng)力降至 280MPa 以下，符合工程標(biāo)準(zhǔn)。
1. 反無人機(jī)抓捕網(wǎng)動(dòng)力學(xué)耦合問題
1) 實(shí)際痛點(diǎn)：抓捕網(wǎng)發(fā)射后，受氣流影響易出現(xiàn)展開形態(tài)不規(guī)則、無法精準(zhǔn)包裹無人機(jī)的情況；
2) 課程解決方案：指導(dǎo)選擇 “Membrane 膜單元” 構(gòu)建高柔性抓捕網(wǎng)模型，設(shè)置不同氣流速度參數(shù)（如 10m/s、15m/s、20m/s），模擬網(wǎng)體與空氣的相互作用，分析展開時(shí)間與形態(tài)，優(yōu)化網(wǎng)眼大小、材質(zhì)剛度等參數(shù)；
3) 應(yīng)用成果：某安防領(lǐng)域?qū)W員通過學(xué)習(xí)，將抓捕網(wǎng) “有效包裹率” 從 65% 提升至 92%，解決實(shí)際部署中的抓捕失效問題。
二、汽車領(lǐng)域：聚焦降噪、熱管理核心痛點(diǎn)，貼合主機(jī)廠需求
汽車行業(yè)的流固耦合問題，直接關(guān)系駕駛體驗(yàn)與安全，技術(shù)鄰課程能針對(duì)性解決兩大核心場景問題：
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