abaqus間接耦合的案例
Abaqus 間接耦合(Co-simulation)
Abaqus間接耦合技術(shù)是指耦合多物理場時(shí)，協(xié)同多個(gè)求解程序同步求解，比如常提到的流固耦合FSI(Fluid-structure Interaction)就主要用于求解氣流-結(jié)構(gòu)的熱交互、水流-結(jié)構(gòu)的力交互。
實(shí)現(xiàn)Abaqus間接耦合多物理場，是同時(shí)調(diào)用多個(gè)Abaqus求解程序，以及第三方程序，比如流-固耦合，即同時(shí)調(diào)用Abaqus/Standard或Abaqus/Explicit和Abaqus/CFD或Fluent等，所以求解可以是線性或非線性、穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)。
注意
相同物理場，也可使用間接耦合，即多區(qū)域協(xié)同求解方法，比如：Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit協(xié)同仿真求解大變形問題，使用Abaqus/Explicit求解變形大難收斂區(qū)域，而用Abaqus/Standard求解變形小易收斂區(qū)域，以加快求解速度。
展開 abaqus熱力耦合---順序（間接）耦合和完全（直接）完全耦合的結(jié)果對比 ￥200
</p><p> 結(jié)論</p><p>順序耦合和完全耦合的結(jié)果對比分析證明了我們的設(shè)置是完全正確的，此帖子可以為初學(xué)者提供一定的學(xué)習(xí)知道，可以更快速地掌握abaqus中熱力耦合的設(shè)置方法，更早地進(jìn)入科研課題；同時(shí)，對于已經(jīng)學(xué)習(xí)了abaqus熱力耦合的科研人員也具有一定的學(xué)習(xí)價(jià)值，可驗(yàn)證之前模型設(shè)置的正確性。</p><p>ABAQUS斷裂模擬收徒 ，保證快速學(xué)會各種ABAQUS斷裂模擬方法 1200/人（將享有各種插件以及程序，價(jià)值3000+、專門定制視頻、全程親自教學(xué)、各種模型調(diào)試及解答問題等等，傾囊相教）</p>
展開 workbench間接耦合應(yīng)力分析
1.問題描述
在進(jìn)行熱力耦合分析時(shí)，目前workbench只能提供間接耦合方式，而另外兩種分析方式：1）直接在節(jié)點(diǎn)上施加溫度載荷，2）利用直接耦合，都需要查如相應(yīng)的命令流，且不能在workbench中直接對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行操作，因而如果要對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行操作，需要在workbench中定義相應(yīng)namedselection，此時(shí)，再次施加時(shí)，便可以等同于在節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行操作。
但想注意，在分析，本次對比的是一個(gè)簡單的長方體塊，利用steady-statethermal（穩(wěn)態(tài)熱模塊）求解得到溫度場之后，再利用staticstructural進(jìn)行結(jié)構(gòu)殘余熱應(yīng)力的分析。進(jìn)行分析，在workbench中可以直接進(jìn)行相應(yīng)的求解結(jié)果的傳遞。
2.本文主要內(nèi)容
（1）利用workbench進(jìn)行間接穩(wěn)態(tài)熱應(yīng)力分析
（2）利用workbench進(jìn)行間接瞬態(tài)熱應(yīng)力分析
3.Workbench操作過程
（1）流程圖關(guān)聯(lián)
圖1 間接熱力耦合流程圖
其實(shí)現(xiàn)方式為：點(diǎn)擊左側(cè)toobox—staticstructural并拖動到A6項(xiàng)目一欄即可，當(dāng)然也可以通過另一種方法，點(diǎn)擊Custom Systems中的Thermal-Stress，需注意的是，間接耦合分析所得到的，基本上都是與穩(wěn)態(tài)有關(guān)的，而瞬態(tài)分析過程仍需要通過直接耦合得到。
（2）穩(wěn)態(tài)熱求解
穩(wěn)態(tài)熱求解和傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)熱求解，并無差別，此處不再做贅述！
（3）熱應(yīng)力求解
圖2 打開項(xiàng)目B6后所示
右鍵點(diǎn)擊圖2中的ImportedLoad后，出現(xiàn)如圖三所示的界面，選擇bodyTemperature作為加載項(xiàng)，之后選擇所需要加載的實(shí)體溫度結(jié)果并進(jìn)行求解即可！
圖3 可導(dǎo)入的載荷
圖4 熱應(yīng)力耦合分析流程圖
展開 ANSYS兩厚壁筒熱應(yīng)力分析(間接耦合)
前言：
間接耦合分析與直接耦合分析的一個(gè)很大的區(qū)別是單元選擇問題。間接耦合分析時(shí)針對單一的物理場選取合適的單元即可，在另一個(gè)物理場情況下更改單元類型即可。而直接耦合分析選擇單元時(shí)需要保證該單元具有所需的所有自由度。ANSYS幫助文檔中可以查到很多專門用于直接耦合分析的耦合單元。
熱結(jié)構(gòu)間接耦合分析主要包括如下幾個(gè)步驟：
第一步：進(jìn)行溫度場分析的前處理并寫溫度場物理分析文件
第二步：進(jìn)行結(jié)構(gòu)場分析的前處理并寫結(jié)構(gòu)場物理分析文件
第三步：讀取溫度場物理分析文件進(jìn)行求解和后處理
第四步：讀取結(jié)構(gòu)場物理分析文件并讀取溫度場計(jì)算結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)場求解和后處理
問題描述：
如下圖二維界面圖所示。A1為鋼筒截面，內(nèi)徑0.1875，外徑0.4，高0.05，熱傳導(dǎo)系數(shù)2.2。A2為鋁筒截面，內(nèi)徑0.4，外徑0.6，高0.05。鋼筒內(nèi)壁溫度200，鋁筒外壁70，熱傳導(dǎo)系數(shù)10.8。參考溫度70。兩截面的下邊線Y方向?yàn)?位移約束，其余三邊施加位移耦合。求取兩筒的穩(wěn)態(tài)應(yīng)力分布情況。
熱分析結(jié)果：
筒截面溫度分布云圖
結(jié)構(gòu)分析結(jié)果：
擴(kuò)展后的等效應(yīng)力分布云圖
命令流文件：
FINISH
/FILNAME,Exercise ! 定義分析文件名
! 第一步：進(jìn)行溫度場分析的前處理并寫溫度場物理分析文件
/prep7 ! 進(jìn)入前處理器
et,1,plane77,,,1 ! 選擇PLANE77熱分析單元并設(shè)置為軸對稱分析
mp,kxx,1,2.2 ! 定義鋼筒熱傳導(dǎo)系數(shù)
mp,kxx,2,10.8 ! 定義鋁筒熱傳導(dǎo)系數(shù)
rectng,.1875,.4,0,.05 !
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LMS virtual lab 間接邊界元計(jì)算聲固耦合流程(修改版) ￥25
一、前處理
用Nastran計(jì)算結(jié)構(gòu)的模態(tài)并輸出OP2文件(即在analysis里選擇Normal modes ,選擇solution type——result output Format——將op2 勾選上) 讓后進(jìn)行分析就能得到op2文件了
打開LMS Virtual.Lab，進(jìn)入start ——acoustics——acoustics Harmonic BEM模塊，F(xiàn)ile——import結(jié)構(gòu)網(wǎng)格structure（模態(tài)加屬性） 再次file——Import BEM網(wǎng)格（只輸入網(wǎng)格，不選模態(tài)和屬性）
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 Abaqus圓形激光溫度-位移耦合案例教學(xué) ￥19.98
6、 結(jié)論與拓展應(yīng)用
（1） 結(jié)論：力 - 熱耦合分析可有效揭示激光與玻璃板相互作用的多物理場行為，溫度場的時(shí)空分布直接決定應(yīng)力場的演化特征，高應(yīng)力區(qū)域需通過工藝調(diào)整（如激光功率調(diào)制、冷卻措施）降低損傷風(fēng)險(xiǎn)。
（2） 拓展：本方法可延伸至其他激光加工場景（如切割、焊接、表面處理）或材料類型（如金屬、陶瓷），通過調(diào)整熱源模型與邊界條件實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域應(yīng)用。
7、 附件：本案例中的abaqus模型文件（包括cae和激光子程序）
ABAQUS中點(diǎn)面耦合約束的荷載單位
該同學(xué)向我提問：在ABAQUS中，點(diǎn)面耦合時(shí)在點(diǎn)上施加的力荷載是N的單位還是Pa的單位呢？
我當(dāng)時(shí)一看到這個(gè)問題，就想到的肯定是N的單位（當(dāng)然經(jīng)過試驗(yàn)這也確實(shí)是正確答案，如果大家只是看答案的話，那么接下來的內(nèi)容也不必再看了，感謝大家），畢竟施加的荷載名稱是concentrated force，并且我們平時(shí)在給耦合點(diǎn)施加位移荷載時(shí)，得到的反力也是N的單位。但是該同學(xué)糾結(jié)于一句話，那就是點(diǎn)面耦合之后，我加到點(diǎn)上的荷載，就相當(dāng)于加到面上，那是不是我施加到面上的每一點(diǎn)荷載都是N，那么分布開來應(yīng)該是N/m2，或者N/mm2，即壓強(qiáng)單位。
想解答這個(gè)疑問其實(shí)很簡單，只需要建立三個(gè)簡單的模型（其實(shí)更簡單的方法只需要建一個(gè)表面比單位尺寸（1*1）大一定數(shù)量的塊體，而后通過對耦合點(diǎn)施加力荷載，看其結(jié)果分析量級即可知道答案，但是為了防止偶然性（即單位尺寸的模型），本帖借鑒”Yy“同學(xué)的做法，建立三個(gè)模型），模型如下：建立100*100*100mm的立方體，隨便給一個(gè)材料，立方體下表面完全約束，三個(gè)模型網(wǎng)格尺寸相同，分別施加三種上表面力荷載：
1，點(diǎn)面耦合的模型，在耦合點(diǎn)施加數(shù)值為-200的荷載，如下所示：
最終得到應(yīng)力狀態(tài)如下：
此結(jié)果的點(diǎn)面耦合為運(yùn)動分布，運(yùn)動學(xué)耦合將耦合節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動約束為參考節(jié)點(diǎn)的剛體運(yùn)動。該約束可以應(yīng)用于耦合節(jié)點(diǎn)上相對于全局或局部坐標(biāo)系的用戶指定的自由度。
展開 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)鄰課程能針對性解決兩大核心場景問題：
1.
展開 基于Abaqus/CFD與Abaqus/Explicit的流固耦合
案例簡述：彈性板狀結(jié)構(gòu)在持續(xù)強(qiáng)風(fēng)（8級）載荷作用下的動力學(xué)響應(yīng)，彈性板因界面風(fēng)壓產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形，結(jié)構(gòu)變形引起流場變化即風(fēng)壓改變，界面風(fēng)壓的改變導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生新的變形，是一個(gè)典型的流固耦合作用過程，可以通過Simulia Co-simulation Engine耦合Abaqus/CFD與Abaqus/Explicit兩個(gè)求解器來求解流場與結(jié)構(gòu)響應(yīng)，由于Abaqus/CFD只支持3D流場分析，這里用具有一定厚度、近似2D的的流場進(jìn)行分析，以減小計(jì)算量。
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
淺談流固耦合：幾個(gè)基礎(chǔ)問題及解決相關(guān)問題的軟件基于MpCCI的Abaqus和Fluent流固耦合案例
MPCCI：相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平臺，能耦合很多求解器，如fluent+abaqus，應(yīng)當(dāng)說是最專業(yè)的流固耦合平臺。
comsol：據(jù)說是專業(yè)的多物理場計(jì)算軟件，具體沒用過，不好說。
abaqus：專長在于固體計(jì)算，但是自從6.10版之后添加了CFD模塊，沒用過，不知道能力如何，不過對于abaqus公司的研發(fā)能力應(yīng)當(dāng)值得期待。 star ccm+：這個(gè)軟件很有意思，里頭包含了一個(gè)利用FVM計(jì)算固體應(yīng)力的模塊，看了例子，不知道計(jì)算準(zhǔn)不準(zhǔn)確。
下載地址：基于MpCCI的Abaqus和Fluent流固耦合案例
展開 ABAQUS案例—ABAQUS中聲固耦合、聲輻射分析方法 ￥4
本案例（附件中inp）講述了ABAQUS中的聲固耦合分析、聲輻射分析方法。ABAQUS中有一套完整的聲固耦合分析方法。
噪聲輻射分析中，需要模擬附著在結(jié)構(gòu)上的外部空氣，而且它是向外無限延伸的，因此直接用聲學(xué)有限單元去模擬無限的空氣區(qū)域是不合理的。在Abaqus中可以通過兩種方式來模擬無限聲學(xué)介質(zhì)的影響：一,使用聲學(xué)無限單元；二，用阻抗邊界來模擬。
在對外部的噪聲輻射問題進(jìn)行仿真分析時(shí)，無限單元法的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛。無限單元可以直接在結(jié)構(gòu)上定義，或者也可以在聲學(xué)有限單元區(qū)域的終面上定義。
對于邊界阻抗技術(shù)，實(shí)質(zhì)上屬于無反射邊界條件。然而當(dāng)用此來模擬結(jié)構(gòu)外部的區(qū)域時(shí)，結(jié)構(gòu)與輻射表面的距離必須足夠大（通常取聲波波長的1/3）。
聲學(xué)無限單元計(jì)算公式與聲輻射阻抗邊界的計(jì)算有幾個(gè)關(guān)鍵的區(qū)別：無限單元采用更高階的差值函數(shù)，而聲輻射邊界則采用一階差值函數(shù)。雖然無限元計(jì)算每個(gè)單元的花費(fèi)更高，但是無限單元的要比阻抗邊界精確很多，因此通過減小無限元的單元規(guī)模，從而可以大大的降低結(jié)構(gòu)總的計(jì)算時(shí)間；本案例即是講解無限元單元法在模擬噪聲分析中的應(yīng)用。
展開 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、對于隱式耦合求解器：
對于同一模型，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)。
ABAQUS制動盤熱力耦合分析（雙制動片） ￥3
模型簡單，自行在ABAQUS中進(jìn)行建模。
材料參數(shù)定義：密度：2700kg/m³；楊氏模量：69GPa; 線膨脹系數(shù)：2.39e-5；
傳熱系數(shù)：150W（m·k）； 比熱容：900J/（kg·K）。
網(wǎng)格及裝配結(jié)果：
網(wǎng)格的單元類型為C3D8T即溫度-位移耦合。
制動盤采用中性軸算法進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
求解器：
隱式溫度-位移耦合；打開幾何非線性開關(guān)
三種情況下打開非線性開關(guān)：幾何非線性（大變形）；材料非線性（非線性材料）；邊界非線性/狀態(tài)非線性（接觸）。
最大增量步數(shù)：1000；最大溫度變化范圍：10℃。
連接關(guān)系構(gòu)建：
定義切向接觸的摩擦系數(shù)：0.1；法向接觸默認(rèn)硬接觸；摩擦生熱的轉(zhuǎn)換系數(shù)默認(rèn)為1。
主從面接觸選擇原則：主面選擇大面，從面選擇小面。
接觸狀態(tài)為正接觸。
約束：創(chuàng)建一個(gè)中心參考點(diǎn)并與制動盤的內(nèi)孔面創(chuàng)建coupling耦合約束以此來實(shí)現(xiàn)后續(xù)制動盤轉(zhuǎn)動的定義。
邊界條件設(shè)定：
1.位移邊界條件：制動盤的轉(zhuǎn)動
2.載荷邊界條件：制動片對制動盤的壓力
3.預(yù)定義邊界條件：制動片與制動盤的初始溫度的設(shè)定
制動盤的溫度云圖
制動片的溫度云圖
下一帖預(yù)告：軋制/旋壓仿真。
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