ansys中耦合的含義
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys中耦合的含義的視頻教程
采用SPH-FEM耦合方法模擬炸藥在混凝土中的爆炸-1/4模型（ANSYS/LS-DYNA）
本視頻對SPH-FEM耦合建模的方法做了詳細的講解，包括有限元對稱邊界、sph粒子對稱邊界以及無反射邊界等關鍵字的施加做了詳細的介紹，也包含k文件的一些內容的修改，在視頻中對建模時的一些細節都有介紹到。適合利用ANSYS/LS-DYNA做爆炸仿真的朋友學習觀看，對新手也較為友好。附帶模型的K文件，放于視頻下方，可在pc端下載。
￥49.89 1小時13分鐘 2178播放
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ansys中耦合的含義的實例教程
許多CAE朋友在ANSYS WOKKBENCH中進行靜力學和瞬態動力學仿真時，都遇到過弱彈簧（weak spring）的問題，我們發現，在求解結束以后，ANSYS經常提到它給我們加了一個弱彈簧，并建議我們檢查一下模型，這是什么意思呢？弱彈簧是好還是不好，對于結果有沒有影響，該不該加，如何加呢？ANSYS加弱彈簧的目的又是什么呢？
我們先考察一個超級簡單的例子，然后通過該例子來考察ANSYS所施加的弱彈簧的含義。一根矩形截面梁，長度為1米，橫截面是100mm*100mm，左邊固定，右邊加10kN的力，現在考慮加力后它的變形和應力。
顯然，這是一個簡單的拉伸問題，在軸線方向上應力都是一樣的，按照拉伸的應力公式，可以計算其大小為1Mpa。我們先對該問題進行建模，然后修改邊界條件，來考察弱彈簧的含義。
1. 創建靜力學分析系統。
2. 創建梁的三維模型。
雙擊geometry單元格，進入到DM中，然后創建一根三維梁
其尺寸設置如下
即長度為1000mm，而截面尺寸是100mm*100mm。
3. 劃分網格得到有限元模型。
雙擊model,進入到mechanical中，并自動劃分網格，結果如下。
4. 施加邊界條件。
左端面施加位移邊界條件，三個方向的位移都為零。
在右端面上施加10KN的拉力。
5.求解并得到結果。
計算完畢后，沒有任何警告或者錯誤信息，而X方向的位移結果是
即拉伸了0.00498mm左右。
其應力大小是
由于在左邊存在應力集中，此處有輕微的變化。而桿件的絕大部分應力是1Mpa，這與實際情況是吻合的。
6.改變位移邊界條件，改變成力的邊界條件。
在上圖中，軸線方向是X方向。該軸也只是在X方向上受力。從理論上看來，對于左端面，可以只約束X方向，而Y方向和Z方向可以是自由的。
展開 眾所周知，在ANSYS/LSDYNA中JH-2模型適用于模擬大變形材料的力學行為的，用于陶瓷、玻璃、藍寶石等硬脆材料的力學模擬中，JH-2本構模型具有三類參數，分別對應著LSDYNA材料卡片中的三類指標，本構參數眾多，那么對于了解其真實含義至關重要，對此，筆者在查閱文獻基礎下總結了各個參數的準確含義并對其背后的數學公式的前后推導順序做出了總結，如圖1所示。
圖1
文獻中給出了比較權威的關于氧化鋁陶瓷的jh-2本構全部參數，可以對大家對于硬脆陶瓷材料的參數選擇調試提供很大的參考意義，三類陶瓷材料的本構參數如圖2所示。
圖2
展開 在ANSYS軟件中使用流固耦合計算是很方便的。
在ANSYS中，進行流體計算的軟件主要是FLUENT與CFX，而參與固體力學計算的模塊主要是APDL（俗稱的經典模塊）與Mechanical。這四款軟件的中流體計算模塊與固體計算模塊的相互組合，即可構成流固耦合計算方案。由于本人對于APDL的耦合計算應用較少，因此本次不打算討論APDL在流固耦合上的應用。
前面提到，流固耦合計算可分為單向耦合與雙向耦合，利用CFX或FLUENT與Mechanical的聯合仿真，可以實現單向耦合和雙向耦合。（需要注意的是：14.0之后的版本中才允許FLUENT通過System Coupling模塊與Mechanical實現雙向耦合計算，在之前的版本中FLUENT只能做單向耦合）。
1、單向耦合
單向耦合指的是只有一方求解器向另一方發送數據信息，另一方并不反回數據。分為兩種情況：
（1）流體求解器向固體求解器發送壓力及溫度數據。這是最常見的單向耦合計算。通常用在固體熱應力計算，或計算流體載荷在固體上產生的應力。一般來說這種計算都是基于固體小變形假設，也就是說固體的形變對流場產生的影響可以忽略。
（2）固體變形對流場的影響。這種情況在實際計算過程中很少應用到，因為流體計算中的動網格功能完全可以滿足要求。
2、雙向耦合
雙向耦合應用于流體作用于固體變形耦合強烈的領域。通常需要考慮到固體變形對流場的影響。分為兩種情況：
（1）擾動由流體引起。即流體流動導致固體變形，固體變形引起流場的擾動。如渦激振動就是一種典型情況。
（2）擾動由固體引起。固體變形引起流體流場擾動，之后流體流場反作用與固體變形，研究其相互作用。
這兩種情況在實際應用中都會經常遇到。
OK，下面談一下如何在ANSYS中解決這幾類耦合問題。
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本屆仿真應用大賽最終評選出 30 篇 TOP 優秀作品，分別榮獲一、二、三等獎及行業最佳實踐獎。近 200 位來自汽車、半導體、高科技、能源等行業的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創新實踐，充分展現了仿真技術的無限潛能。我們將陸續為大家分享獲獎佳作，帶您一同領略仿真賦能創新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感、啟迪思路。
作品名稱：Ansys Rocky 耦合 Ansys Motion 在洗衣機平衡環研發中的應用
作者： 李辰 | 小米移動科技股份有限公司南京分公司 高級仿真工程師
關鍵詞：Ansys Motion, Ansys Rocky，SPH法，流固耦合
作者說
Ansys 平臺下的模塊眾多，涵蓋了各學科領域，且各學科領域之間可以實現相互耦合，協同仿真，使得仿真場景無限貼近實際應用場景，所以這種耦合分析的結果更加值得信賴。此外，Ansys平臺下各學科分析均擁有世界公認的軟件模塊，隨著各模塊功能的不斷開發與完善，為今后的產品研發和理論研究創造了無限的可能性。
通過耦合Ansys Motion和Ansys Rocky兩個模塊，研究了洗衣機平衡環在不同設計參數組合下，對于整機抗振性能的影響。在Ansys Motion中模擬洗衣機筒的復雜運動狀態（力、位移、加速度等），在Ansys Rocky中，使用SPH法模擬了平衡環內液體的復雜流動形式。通過兩個模塊的耦合計算，使得先前難以從測試和傳統耦合仿真（Mechanical和Fluent）進行研究的平衡環問題，得到了新的探索路徑。通過這種耦合方法，可以快速指導平衡環的設計，為平衡環抗振的效果提供理論驗證。
展開 耦合作為ansys模擬現實世界非常重要的一種手段，現在越來越受到重視。下面以一個實例來說明。
問題描述：如圖1所示，三根桿件幾何尺寸以及材料屬性均相同，在A點受一集中力作用，試分析三根桿件的軸力。
分析與假設：假設桿件處于線彈性階段；p=1，l=a=1；由于本問題結果與彈性模量、泊松比無關，所以可設置為任意值；耦合方程：（uy）2+（uy）6 - 2*（uy）4=0。
命令流如下：
/clear,start ！清空內存
/filname,couple anslysis ！定義文件名
/title,bar ！定義標題
fini
/prep7 ！進入前處理
et,1,1 ！定義單元link1
r,1,1 ！定義實常數
mp,ex,1,2e11 ！定義彈性模量
mp,prxy,1,.3 ！定義泊松比
n,1 ！創建節點
n,2,,-1
n,3,1
n,4,1,-1
n,5,2
n,6,2,-1
e,1,2 ！創建單元
egen,3,2,1
d,1,all,,,5,2 ！施加約束
f,2,fy,-1 ！施加集中力
ce,1,,2,uy,1,6,uy,1,4,uy,-2 ！定義耦合方程
allsel,all ！
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銅排通電發熱溫升仿真分析
Maxwell和icepak的耦合溫升仿真分析
Ansys electric desktop中Maxwell和icepak的耦合溫升仿真分析
在電子設備中，熱一般是由電產生的，電流通過導體，由于電阻產生發熱，發出的熱量導致導體溫度升高，而一般導體的電阻率跟溫度成正相關，即導體越熱電阻越大，在電流不變的情況下，發熱功率也會變大，如此循環直到達到平衡
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準確分析耦合效率在光纖耦合系統的設計中至關重要。本文演示了如何在OpticStudio中使用多種光纖耦合效率分析。
介紹
OpticStudio序列模式可以很好地模擬單模光纖耦合效率。本文演示了如何設置耦合系統，并研究了序列模式下可用于光束和光纖耦合分析的多種工具，包括近軸高斯光束傳播、單模光纖耦合和物理光學傳播。還討論了部分反射和材料吸收造成的損耗
眾所周知，在ANSYS/LSDYNA中JH-2模型適用于模擬大變形材料的力學行為的，用于陶瓷、玻璃、藍寶石等硬脆材料的力學模擬中，JH-2本構模型具有三類參數，分別對應著LSDYNA材料卡片中的三類指標，本構參數眾多，那么對于了解其真實含義至關重要，對此，筆者在查閱文獻基礎下總結了各個參數的準確含義并對其背后的數學公式的前后推導順序做出了總結，如圖1所示。
圖1
文獻中給出了比較權威的關于氧化鋁陶瓷的
許多CAE朋友在ANSYS WOKKBENCH中進行靜力學和瞬態動力學仿真時，都遇到過弱彈簧（weak spring）的問題，我們發現，在求解結束以后，ANSYS經常提到它給我們加了一個弱彈簧，并建議我們檢查一下模型，這是什么意思呢？弱彈簧是好還是不好，對于結果有沒有影響，該不該加，如何加呢？ANSYS加弱彈簧的目的又是什么呢？
我們先考察一個超級簡單的例子，然后通過該例子來考察ANSYS所施加的弱彈簧的含義
ANSYS中那個叫耦合和約束方程的到底是個什么東西
水哥寄語:
耦合和約束方程一直以來是新手學習ANSYS的一個難點，很多新手對這兩個名詞沒有一個明確的概念。當然，水哥也不例外，當年接觸ANSYS時，也曾被這兩個概念折騰了許久。近日更有不少同學詢問水哥關于ANSYS中如何設置耦合與約束方程，本欲做一套系列教程詳細說明，無奈最近實在沒時間，僅以此文解惑一二！
培訓內容：
第一天
ANSYS仿真產品體系及技術發展趨勢
ANSYS多物理域協同仿真簡介
ANSYS Workbench環境與操作介紹
Workbench下HFSS操作回顧與快速練習——微帶天線仿真建模
ANSYS Mechanical簡介與入門
HFSS答疑
第一天
Mechanical實例講解——熱/結構分析環境與流程
上機練習：傳導熱與結構變形分析操作
ANSYS射頻濾波器設計方法
培訓內容：
第一天
Workbench下流固耦合方法介紹
單向流固耦合案例
系統耦合分析（第一部分）
系統耦合分析（第一部分）
雙向流固耦合案例
系統耦合分析（第二部分）
第二天
系統耦合分析（第一部分）
系統耦合調試
系統耦合分析（第四部分）
流-固-熱耦合分析案例
靜態數據傳遞
答疑Q&A
培訓講師： ANSYS認證工程師
收費標準： ￥4000/人，包括培訓費
在ANSYS軟件中使用流固耦合計算是很方便的。
在ANSYS中，進行流體計算的軟件主要是FLUENT與CFX，而參與固體力學計算的模塊主要是APDL（俗稱的經典模塊）與Mechanical。這四款軟件的中流體計算模塊與固體計算模塊的相互組合，即可構成流固耦合計算方案。由于本人對于APDL的耦合計算應用較少，因此本次不打算討論APDL在流固耦合上的應用。
前面提到，流固耦合計算可分為單向耦合與雙向耦合
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問題描述：如圖1所示，三根桿件幾何尺寸以及材料屬性均相同，在A點受一集中力作用，試分析三根桿件的軸力。
分析與假設：假設桿件處于線彈性階段；p=1，l=a=1；由于本問題結果與彈性模量、泊松比無關，所以可設置為任意值；耦合方程：（uy）2+（uy）6 - 2*（uy）4=0。
命令流如下：
/clear,start
