間接耦合仿真的案例
abaqus熱力耦合---順序（間接）耦合和完全（直接）完全耦合的結果對比 ￥200
雖然網上有剎車片的例子，但是例子對于初學者還是比較吃力的，而且它沒有順序耦合的對比，應網友要求，現在奉上一份順序（間接）耦合和完全（直接）完全耦合的教程及例子，自信設置的都是對的，通過總結官方的相關例子及幫助文檔熱力耦合資料（本例子并不是官方的，是純粹個人原創），如果有什么不明白的可以聯系我，站內私信</p><p> 有限元模型</p><p>模型介紹：整個模型初始溫度25攝氏度，外面溫度在100s內從25攝氏度升值1200攝氏度，相應地內面溫度在100s內從25攝氏度升值900攝氏度；左邊界x對稱約束，下邊界y對稱約束； 順序耦合使用DC2D4熱分析單元和CPE4R應力分析單元，完全耦合使用CPE4RT單元；具體模型及網格如下圖所示：</p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/201807/9a598464fae54b1492be5bd8e48fe14e.jpg" title="model.jpg" alt="model.jpg" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201807/9a598464fae54b14
展開 Abaqus 間接耦合(Co-simulation)
01
間接耦合原理
間接耦合是基于分域求解，即多物理場域之間通過接觸區交換數據，實現Abaqus和耦合程序協同求解。在協同求解中，一個物理場的域變化可能影響到其他物理場域的響應，比如圖1所示流(氣體)-固耦合中，空氣流動對結構施加壓力，引起結構變形，同時結構變形也會影響空氣流速。
圖1 流-固耦合示例
Abaqus提供兩種間接耦合的協同求解：協同仿真引擎(Co-Simulation Engine)和基于網格并行代碼的耦合接口(MpCCI, Mesh-based parallel Code Coupling Interface)。
(1)Co-simulation Engine。
此引擎是由Abaqus公司自己開發的協同仿真程式，不需要借用任何第三方交互工具，全程在Abaqus/CAE界面操作。其能夠對如下耦合場進行數據交互：兼有熱傳的流-固耦合、電磁-結構耦合、電磁-熱耦合，以及隱式動態(Abaqus/Standard)和顯式動態(Abaqus/Explicit)的耦合。
(2)MpCCI。
MpCCI是由德國Fraunhofer研究所算法與計算科學SCAI研究中心研發出來的一款多物理場代碼耦合工具。
展開 workbench間接耦合應力分析
1.問題描述
在進行熱力耦合分析時，目前workbench只能提供間接耦合方式，而另外兩種分析方式：1）直接在節點上施加溫度載荷，2）利用直接耦合，都需要查如相應的命令流，且不能在workbench中直接對節點進行操作，因而如果要對節點進行操作，需要在workbench中定義相應namedselection，此時，再次施加時，便可以等同于在節點上進行操作。
但想注意，在分析，本次對比的是一個簡單的長方體塊，利用steady-statethermal（穩態熱模塊）求解得到溫度場之后，再利用staticstructural進行結構殘余熱應力的分析。進行分析，在workbench中可以直接進行相應的求解結果的傳遞。
2.本文主要內容
（1）利用workbench進行間接穩態熱應力分析
（2）利用workbench進行間接瞬態熱應力分析
3.Workbench操作過程
（1）流程圖關聯
圖1 間接熱力耦合流程圖
其實現方式為：點擊左側toobox—staticstructural并拖動到A6項目一欄即可，當然也可以通過另一種方法，點擊Custom Systems中的Thermal-Stress，需注意的是，間接耦合分析所得到的，基本上都是與穩態有關的，而瞬態分析過程仍需要通過直接耦合得到。
（2）穩態熱求解
穩態熱求解和傳統的穩態熱求解，并無差別，此處不再做贅述！
（3）熱應力求解
圖2 打開項目B6后所示
右鍵點擊圖2中的ImportedLoad后，出現如圖三所示的界面，選擇bodyTemperature作為加載項，之后選擇所需要加載的實體溫度結果并進行求解即可！
圖3 可導入的載荷
圖4 熱應力耦合分析流程圖
展開 LMS virtual lab 間接邊界元計算聲固耦合流程(修改版) ￥25
一、前處理
用Nastran計算結構的模態并輸出OP2文件(即在analysis里選擇Normal modes ,選擇solution type——result output Format——將op2 勾選上) 讓后進行分析就能得到op2文件了
打開LMS Virtual.Lab，進入start ——acoustics——acoustics Harmonic BEM模塊，File——import結構網格structure（模態加屬性） 再次file——Import BEM網格（只輸入網格，不選模態和屬性）
ANSYS兩厚壁筒熱應力分析(間接耦合)
前言：
間接耦合分析與直接耦合分析的一個很大的區別是單元選擇問題。間接耦合分析時針對單一的物理場選取合適的單元即可，在另一個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。
熱結構間接耦合分析主要包括如下幾個步驟：
第一步：進行溫度場分析的前處理并寫溫度場物理分析文件
第二步：進行結構場分析的前處理并寫結構場物理分析文件
第三步：讀取溫度場物理分析文件進行求解和后處理
第四步：讀取結構場物理分析文件并讀取溫度場計算結果進行結構場求解和后處理
問題描述：
如下圖二維界面圖所示。A1為鋼筒截面，內徑0.1875，外徑0.4，高0.05，熱傳導系數2.2。A2為鋁筒截面，內徑0.4，外徑0.6，高0.05。鋼筒內壁溫度200，鋁筒外壁70，熱傳導系數10.8。參考溫度70。兩截面的下邊線Y方向為0位移約束，其余三邊施加位移耦合。求取兩筒的穩態應力分布情況。
熱分析結果：
筒截面溫度分布云圖
結構分析結果：
擴展后的等效應力分布云圖
命令流文件：
FINISH
/FILNAME,Exercise ! 定義分析文件名
! 第一步：進行溫度場分析的前處理并寫溫度場物理分析文件
/prep7 ! 進入前處理器
et,1,plane77,,,1 ! 選擇PLANE77熱分析單元并設置為軸對稱分析
mp,kxx,1,2.2 ! 定義鋼筒熱傳導系數
mp,kxx,2,10.8 ! 定義鋁筒熱傳導系數
rectng,.1875,.4,0,.05 !
展開 【流固耦合數值仿真算例】風機葉片流固耦合數值仿真
為了更好地了解風機的結構及特點，提高風機的總體設計水平與使用效能，可通過自建高性能并行集群仿真平臺， 利用OpenFOAM開源軟件進行計算， 考慮流固耦合方式對風機葉片上的氣動載荷進行分析。 下圖為數值模擬結果。
風機在計算域中的示意圖
風機在計算域中的示意圖
風機在簡化氣動力下轉動效果
流固耦合條件下模擬，可以考慮風機塔架、機艙的振動響應。
在此種模擬方法下，可以輸出風場縱剖面速度云圖，考慮風機的尾流效應。
單風機尾渦效果展示
雙風機尾渦效果展示
葉片是風力發電機中最基礎和最關鍵的部件，其良好的設計，可靠的質量和優越的性能是保證機組正常穩定運行的決定因素。考慮流固耦合方式對風機葉片上的氣動載荷進行分析，可以為風機的總體設計提供一個較為全面的建議及分析方法。
展開 電磁鐵運動和溫升耦合仿真---Maxwell的靜態、瞬態和Icepak耦合仿真 ￥29
作者：大龍貓 微信：CAE-ANSYS
Maxwell軟件集成了電磁分析功能，可以完成運動部件的運動，查看其運動過程、另外新版本中集成了Icepak功能，Icepak是fluent的另一個界面，而該功能是icepak的簡化版，基本上可以完成相應溫升發熱的功能。
本實例是以一個動作器為例，完成了銜鐵在電磁力的作用下的運動過程，獲取其運動過程查看閉合時間，獲取電磁力隨時間變化的曲線。然后計算穩態閉合狀態下的電磁鐵功耗，后面使用Maxwell中的Icepak功能完成動作器的溫升，獲取相應的溫度分布和流場分布。
模型如圖所示
1.瞬態運動分析
動作器在線圈通電狀態下，其周圍產生磁場，將上方的銜鐵吸合，其設在采用瞬態方法，計算在短時間時間內的運動狀態，本例計算了1ms的時間，電流采用1000*4A，銜鐵考慮了其重量和轉動慣量的影響，轉動慣量可以將模型導入到ansys結構分析中，查看在對應坐標系下的轉動慣量，分析結果如圖所示
分析結果顯示銜鐵在0.95ms左右閉合，速度逐漸增大，另外銜鐵受到的扭矩可以看到隨著閉合其受力顯著增大
2.靜態磁場分析
取值閉合狀態進行靜態磁場分析，獲取其磁場分布和功率損耗
3.溫升分析
在Maxwell中插入Icepak模塊，將磁場分析模塊的模型復制進來，設置網格劃分的水平，設置空氣域的邊界條件，然后設置相應的發熱功率EMloss，讀取本次磁場分析的模型，軟件自動讀取功耗，設置setup，設置相應的流體分析收斂數值
另外本實例需要注意的是重力方向的設置，默認的的重力是不考慮的，
其網格如下所示，可以看到Maxwell繼承了Icepak的網格劃分方法，完全為結構化網格，相當的規則，需要注意的是模型當中不能出現曲線
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的協同仿真服務功能必須提前安裝好；
5）如果Abaqus的協同仿真服務沒有安裝，那么請按以下方式進行安裝：假設版本是Abaqus 2018， ?》》 首先使用X64命令行運行：abq2018 extractCseApi ?》》 然后把CSS服務二進制文件夾寫入系統path變量： X:\xxxxxx\Dassault Systemes\SimulationServices\V6R2018x\win_b64\code\bin， 其中X:\xxxxxx是相應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境變量。
7）協同仿真時，數據是雙向交互式進行傳遞的，Abaqus傳輸位移和速度信息給XFlow，XFlow傳輸載荷信息給Abaqus，仿真時的所有模型參數建議使用SI單位制。
展開 Comsol多體動力學剛柔耦合仿真方法 ￥20
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 軌道電磁炮技術的多場耦合仿真----電熱 結構 溫度耦合
位移和時間的關系
4.電熱、結構和溫度耦合仿真
根據前面的結果可以獲取電磁炮彈的受力以及移動位移和時間的關系，這些數據都是運動相關的結果，那么根據發熱原理，可以知道溫度的仿真需要考慮電流的焦耳熱、摩擦熱、電弧高溫熱、高溫物體熱傳導。這些結果在仿真分析中，我們采用直接耦合的方法來完成，即電熱結構耦合場分析.為了展示動態效果，本次分析采用瞬態分析，查看運動和溫升的過程.
4.1分析模型
仿真模型采用2D模型，并且由于上下對稱采用一半的模型來分析，簡化分析過程和計算時間，模型如圖所示
2D仿真模型
模型網格劃分-對稱顯示
4.2分析單元及材料
在ANSYS中可以完成電熱結構耦合的分析三維的為226單元，二維的分析采用223單元.
材料設定為銅導體，設置材料相應的密度，彈性模量、電阻率、熱傳導系數、比熱容等與電、熱、結構分析相關的物理屬性。
4.3邊界條件的設定
本次瞬態仿真分析考慮的因素較多，因此從以下幾個方面來考慮仿真設置。
（1）材料按照實際情況給定不同的物體。
（2）炮彈和導軌的接觸需要修改相關接觸單元的關鍵字，更改為考慮摩擦，設置摩擦系數0.3；考慮電流的傳導，更改關鍵字考慮電流傳遞；考慮熱量的傳遞，更改接觸關鍵字設置相應的熱阻或完好接觸來傳遞熱量。
展開 【12月4-5日 上海】ANSYS官方培訓—電機多場耦合仿真（電磁、流體、振動、噪聲耦合分析）
電機多場耦合仿真（電磁、流體、振動、噪聲耦合分析）
培訓背景
電機，特別是現代高效能電機和新型永磁電機，作為工業領域最為重要的電能轉換設備，其直接/間接用電量占到了工業領域總用電量的近75%，如何在電機方案設計前期有效提升產品的效率？如何在保證效率的同時綜合提升電機的散熱性能指標？如何優化電機振動和噪音？如何盡可能的壓縮產品開發周期、降低產品的開發成本？上述問題嚴重制約著電機研發、設計企業和研究院所的長期穩定發展，以及產品的核心競爭力提升。
為了推進中國電機設計企業和院所的產品設計能力提升、解決電機設計工程師在實際設計中面臨的工程問題；同時，也為了讓廣大電機設計工程師更好的使用軟件，普及ANSYS電機多物理場耦合分析高級功能， ANSYS公司（原廠）特定于12月4日在上海開辦 “電機多場耦合仿真（電磁、流體、振動、噪聲耦合分析）”專題班，幫助您全面了解ANSYS軟件最新功能與使用技巧，解答您在軟件使用中的疑惑與問題，并將上述軟件的各項功能靈活高效地應用于仿真中，解決目前一些研究熱點中的仿真難題，提升高效電機產品研制和設計效率。
培訓合格者發放ANSYS技術培訓認證證書。
展開 
BGA封裝焊點動靜力學與溫度場耦合仿真分析 ￥9.9
第2章 靜力學仿真分析
2.1 模型建立
基于DSP實物模型進行有限元建模，建立429個焊點模型，按照實際安裝布局建立PCB模型，并按照DSP四角實際點膠情況建立環氧樹脂模型進行模擬，具體材料屬性見下表。
表2-1 分析材料屬性
部件
材料
密度
(t/ mm3)
楊氏模量(MPa)
泊松比
屈服強度(MPa)
抗拉強度(MPa)
電路板
FR-4
1.9e-9
35000
0.2
345
420
芯片
陶瓷
3.85e-09
187000
0.25
369
448
BGA焊球
SAC305
7.3e-09
38000
0.33
44
44
環氧樹脂膠
DG-4
0.98e-09
100
0.3
—
150
1. 單元類型的選擇
結合本章節仿真條件，并為后續的熱應力仿真作鋪墊，穩態溫度場模擬選用C3D8R三維熱實體單元。該單元既能實現勻速熱傳遞，也可用于瞬態熱分析。單元類型選擇如下圖所示。
圖2-1 單元類型的選擇
2.
展開 電磁爐加熱過程電磁-熱耦合仿真
本案例驗證了INTESIM多物理場仿真模塊中的電磁-熱耦合仿真功能，對渦流場分析和熱場分析及耦合仿真進行應用驗證，能夠為廣大用戶在電器領域中的電磁場、熱場耦合仿真應用提供可行方案。
文章來源: 英特仿真INTESIM
三維電纜電-熱耦合仿真 ￥500
圖1 幾何模型
電纜結構中考慮了以下結構層及材料的定義：
基于COMSOL軟件中的電- 熱耦合相關模塊，數值仿真得到了電纜的電勢分布和溫度場分布，仿真結果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎交流合作！
裂隙中的流固耦合仿真方法
今天，來自蘇黎世聯邦理工學院的特邀博主雷清華博士將與我們一起討論一種新的模擬裂隙介質中全耦合流體力學過程的方法。
理解裂隙地質介質中固體變形與流體流動之間的相互作用，對于解決地球科學和巖土工程中的許多核心問題，例如地下挖掘、油氣開采、碳封存、地熱生產和廢物處理，具有重要的意義。本文描述了一種使用COMSOL Multiphysics? 軟件模擬裂隙介質中全耦合流體力學過程的新方法。
為什么使用 COMSOL Multiphysics? 進行流體力學仿真?
一般來說，模擬裂隙介質中的耦合流體力學過程存在兩個主要挑戰。一個是內含大量的天然裂隙的地質介質的不連續性的表征，這些裂隙普遍存在許多不同的長度尺度，并經常主導系統的整體行為（參考文獻 2）。另一個是流體力學耦合機理的計算，包括直接耦合（即固體和流體場之間的相互作用）和間接耦合（即巖石/裂隙性質的改變）。
在過去的幾年中，科研人員已經開發了大量旨在應對這些挑戰的商業軟件包和開源研究代碼。然而，其中大多數必須使用不同的求解器來計算流體和固體方程，因此必須通過額外的處理步驟來實現耦合，既不方便也不高效。此外，大多數現有代碼無法真正同時表征直接耦合和間接耦合，因此通常必須進行假設或簡化。
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