多體耦合
關注創建者：林Rae 創建時間：2023-01-06
多體耦合的視頻教程
AQWA軟件企業培訓（7） AQWA-line多體耦合水動力分析與駐波抑制
培訓主要內容有： 1.簡要介紹目前主流水動力分析軟件特點； 2.介紹經典AQWA； 3.通過AGS-plan建立船體模型； 4.通過ANSYS-APDL建立半潛平臺混合模型及混合模型的拖曳力線性化； 5.AQWA-librium介紹與實例； 6.AQWA-Fer介紹與實例； 7.AQWA-Drift介紹與實例； 8.AQWA-line多體耦合水動力分析與駐波抑制
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AQWA軟件企業培訓（1） 目前主流水動力分析軟件特點
培訓主要內容有： 1.簡要介紹目前主流水動力分析軟件特點； 2.介紹經典AQWA； 3.通過AGS-plan建立船體模型； 4.通過ANSYS-APDL建立半潛平臺混合模型及混合模型的拖曳力線性化； 5.AQWA-librium介紹與實例； 6.AQWA-Fer介紹與實例； 7.AQWA-Drift介紹與實例； 8.AQWA-line多體耦合水動力分析與駐波抑制； 9.AQWA-Wave
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AQWA軟件企業培訓（4） AQWA-librium介紹與實例
培訓主要內容有： 1.簡要介紹目前主流水動力分析軟件特點； 2.介紹經典AQWA； 3.通過AGS-plan建立船體模型； 4.通過ANSYS-APDL建立半潛平臺混合模型及混合模型的拖曳力線性化； 5.AQWA-librium介紹與實例； 6.AQWA-Fer介紹與實例； 7.AQWA-Drift介紹與實例； 8.AQWA-line多體耦合水動力分析與駐波抑制
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多體耦合的實例教程
前言：Comsol是優秀的多物理場仿真軟件，用來模擬單個物理場、以及耦合多個物理場。用戶可以在Comsol中任意組合使用物理場模塊，無論模擬哪個工程領域的問題或是哪種特定的物理現象，都可以在同一個軟件界面中，使用相似的操作流程進行分析。Comsol主要有結構力學、聲學、化工、流體、傳熱、電磁模塊等，本次仿真主要采用其中的多體動力學模塊進行剛柔耦合分析。多體動力學模塊是進行多物理場耦合的一個關鍵基礎模塊，用戶可以在此基礎上耦合例如聲學、疲勞、傳熱等模塊。
第一部分：Comsol多體動力學剛柔耦合仿真介紹
在通常情況下，多體動力學仿真中的大部分部件都是剛性的，由此只需要關注剛體的動力學特征，然而，在某些特殊情況下，我們需要觀察其中某個部件的變形、應力、應變情況，所以我們需要選擇性的將剛體和柔性體指派到不同的部件。關于多體動力學的剛柔耦合分析，很多有限元軟件都可以實現，如Hyperworks、Adams、ANSYS等，但是這些有限元軟件在進行模型建模時，有些缺少必要的運動副，有些需要借助別的軟件才可以進行柔性體轉化，使用不夠便利。而Comsol解決了上述軟件的矛盾，可以在自己的界面中獨立完成剛柔耦合分析，對于不重點關注的剛體部分，可以將網格粗糙化，對于重點關注的柔性體部分，可以將網格適當加密。
Comsol基礎的運動副（關節）包括：
棱柱關節、鉸鏈關節、圓柱關節、螺紋關節、平面關節、球關節、槽關節、約化槽關節、萬向接頭、距離關節等。
展開 利用HyperStudy驅動多體結構雙向耦合LCA疲勞優化.docx
土石混合體多相多物理場耦合數值仿真 ￥5000
本案例建立了一土石混合體結構，如圖1所示?；贑OMSOL軟件對土石混合體進行了數值仿真，考慮了土石混合體孔隙變化，細顆粒侵蝕，骨架結構變形，此問題是一個多場（滲流場、變形場、應力場、損傷場）多相介質（土顆粒集合體，塊石，空隙，孔隙）耦合的復雜問題。仿真結果如圖2所示。
圖1 幾何模型
顆粒運動分布
應力分布
孔隙滲流下的細顆粒遷移運動
圖2 數值仿真結果
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陶瓷坯體的多物理場耦合仿真 ￥1000
本案例建立了一加熱爐內陶瓷模型，基于COMSOL軟件中的固體力學模塊、固體和流體傳熱模塊、湍流流體模塊、動網格以及結合PDE描述的含水量變化，模擬了一多孔介質模型的陶瓷坯體加熱過程中的體積變化，仿真結果如圖所示：
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在MotionSolve創建系統的多體動力學模型，與EDEM共享相關的幾何。耦合仿真同時計算，每個時間步交換數據：MotionSolve計算設備部件的位置和速度，共享數據給EDEM，EDEM計算散料顆粒之間的接觸力，以及與設備部件之間的相互作用，共享各部件上的合力和力矩給MotionSolve。兩者耦合計算整個系統的運動狀態。
借助EDEM與MotionSolve的雙向耦合，可以分析挖掘機的鏟斗在不同操作工況下的載荷，評估挖掘深度、鏟斗裝載率、結構件載荷分布、動力系統匹配等。
2、與FEA（有限元分析）軟件耦合
EDEM可以與有限元分析軟件耦合，從而實現對施加在機器零件的載荷進行仿真分析，并將結果直接導出到所選的結構分析工具中。
鏟斗應力分析
3、與 CFD（計算流體動力學） 進行耦合
EDEM可以與 CFD（計算流體動力學） 進行耦合，用于顆粒級的固-液相系統的建模。這種耦合使顆粒-顆粒、顆粒-壁的接觸模型的建模變得復雜，但這種溝壑對于研究散體系統行為來說是至關重要的。
EDEM擁有共享內存的多核并行技術與多GPU加速計算技術的雙料加持，輕松實現千萬級顆粒數量的大型工業化模擬。根據測試計算，采用GPU加速技術，可以在CPU加速的基礎上再提高幾倍甚至十幾倍，解決大型工程模擬的需求。
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多體耦合的最新內容
模態綜合法通過剛柔判別準則選取對系統動態響應貢獻顯著的低階模態，將物理坐標轉換為模態坐標，從而有效降低系統自由度；隨后，將降階后的柔性體模型與剛性部件通過運動副連接，建立完整的剛柔耦合多體系統模型。該方法在保證計算精度的同時顯著提高了仿真效率，其基本流程如圖1所示。
多學科仿真：全域覆蓋，精準復現真實工況
突破單一物理場局限，實現結構、流體、熱、電磁、聲學、多體動力學深度耦合。
</p><p><br></p><p><strong>六、接觸與多體耦合接口（Contact & Coupling Interfaces）</strong></p><p>1. 實現剛性/剛性接觸、摩擦、粘著、分離等接觸機制，以及多物理耦合的入口點。</p><p>2. 提供接觸檢測、激活/消隱規則、接觸對的約束管理。</p><p>提供耦合求解接口，支持同一框架內置求解器與外部求解器的耦合。
SimLab 是多學科集成平臺，目前嵌入了3個流體求解器：AcuSolve / ElectoFlo / nanoFluidX，還包括流體拓撲優化、DOE 參數優化、流固耦合 FSI、流體+多體動力學耦合、流體+離散元耦合以及電池包熱分析、電池熱失控分析功能。
3.PhysicsAI 預測汽車風阻
首先我們來看 AI 和汽車空氣動力學結合的案例。
●ANSYS ACP復合材料鋪層固定機翼蒙皮和肋筋仿真全解析（含模型文件）
●Comsol多體動力學剛柔耦合仿真方法分析（附模型文件）
二、核心技術架構
2.1 多體動力學求解引擎
Adams采用剛柔耦合多體動力學理論，結合先進的數值算法：
- GSTIFF/SI2積分器：處理剛性微分方程的強穩定性算法
- 遞歸算法：大幅提升大規模系統的計算效率
- 柔性體建模：支持模態中性文件(MNF)導入，實現剛柔混合仿真
2.2 專業模塊組成
關鍵詞：花生播種，離散元，多體動力學，耦合仿真
一、研究背景及目的
花生，原名落花生，是我國產量豐富、食用廣泛的一種堅果，也是世界上最主要的經濟作物與油料作物之一。我國的花生種植面積非常廣泛，由圖1可以看出全國各地基本均有種植地區。但由于近年來氣候變化等自然和人為原因導致花生產量銳減。因此，我們在人為原因造成的花生減產方面進行控制。
Comsol主要有結構力學、聲學、化工、流體、傳熱、電磁模塊等，本次仿真主要采用其中的多體動力學模塊進行剛柔耦合分析。多體動力學模塊是進行多物理場耦合的一個關鍵基礎模塊，用戶可以在此基礎上耦合例如聲學、疲勞、傳熱等模塊。
本案例建立了一加熱爐內陶瓷模型，基于COMSOL軟件中的固體力學模塊、固體和流體傳熱模塊、湍流流體模塊、動網格以及結合PDE描述的含水量變化，模擬了一多孔介質模型的陶瓷坯體加熱過程中的體積變化，仿真結果如圖所示：
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1 齒輪嚙合分析簡介
1.1 齒輪嚙合原理
1.2 齒輪嚙合的類型
1.3 齒輪嚙合的應用
2 Recurdyn多體動力學剛柔耦合分析基礎流程
2.1 多體動力學分析流程
2.2 多體動力學分析中的柔性體技術
2.3 多體動力學剛柔耦合分析
