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從數(shù)值上來看，隨著網(wǎng)格數(shù)量增大，參數(shù)的數(shù)值解越來越趨向于定值，且從四十萬網(wǎng)格到八十萬網(wǎng)格相鄰兩數(shù)據(jù)相差約為4%；從八十萬網(wǎng)格到一百六十萬網(wǎng)格相鄰兩數(shù)據(jù)相差約為1%；故可認(rèn)為此時(shí)的數(shù)值仿真結(jié)果已經(jīng)收斂，網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證完畢。 關(guān)于網(wǎng)格無關(guān)性的驗(yàn)證，你學(xué)會(huì)了嗎？

本教程將通過一個(gè)簡單的管道內(nèi)流體流動(dòng)實(shí)例來說明利用FLUENT參數(shù)化分析來進(jìn)行網(wǎng)格無關(guān)性測(cè)試。 1 啟動(dòng)Workbench并建立分析項(xiàng)目 （1）在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動(dòng)Workbench 19.2，進(jìn)入ANSYS Workbench 19.2界面。

關(guān)于網(wǎng)格無關(guān)性的驗(yàn)證，你學(xué)會(huì)了嗎？下載地址：有限元仿真實(shí)踐原理

實(shí)操教學(xué)環(huán)節(jié)，技術(shù)鄰將Ansys熱應(yīng)力仿真的完整流程拆解為“可復(fù)制、可跟隨”的“傻瓜式”步驟，采用“屏幕共享+實(shí)時(shí)操作+同步講解”的方式，手把手帶練每一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：從“導(dǎo)入幾何模型→簡化非關(guān)鍵特征（如刪除無關(guān)倒角、小孔，減少網(wǎng)格量30%）”，到“設(shè)置材料熱物理參數(shù)（如導(dǎo)熱率、比熱容、熱膨脹系數(shù)）→定義熱載荷與邊界條件（如溫度載荷、對(duì)流換熱系數(shù)）”，再到“劃分網(wǎng)格（結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格占比優(yōu)化至80%，確保計(jì)算精度

基于k-omega剪切應(yīng)力傳輸（SST）湍流模型以及多孔介質(zhì)模型對(duì)問題進(jìn)行簡化建模，同時(shí)進(jìn)行網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證，對(duì)油冷器的水側(cè)流道進(jìn)行流場(chǎng)仿真，獲得從進(jìn)口到出口的靜壓降。與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，40L/min時(shí)，CFD預(yù)測(cè)的結(jié)果比試驗(yàn)值低了10.1%，對(duì)油冷器進(jìn)行總壓壓降分解及分析表明，內(nèi)部通道對(duì)總壓降的貢獻(xiàn)最大，占比為65.2%。

力學(xué)控制方程與熱應(yīng)變焊接/鍵合后的固體力學(xué)響應(yīng)（小–中變形，幾何非線性可按需開啟）：靜力平衡：其中 為 Cauchy 應(yīng)力， 為體力密度（可忽略）。位移邊界：彈性本構(gòu)（各向同性）：含溫度依賴的 。塑性與硬化（示例：J2 + 組合硬化；僅示意）：等效應(yīng)力：， 為偏應(yīng)力；屈服函數(shù)：；演化：，并可含各向/隨動(dòng)硬化項(xiàng)；一致性條件：。

因此，在超過70℃的溫差載荷下，僅在溫度載荷條件下，動(dòng)渦旋齒的熱變形如圖7所示。由于處于動(dòng)渦旋盤中心的排氣溫度高達(dá)105℃，因此渦旋齒頭頂部處產(chǎn)生最大的溫度載荷和熱應(yīng)力變形，變形量隨著展開角的增大呈減小趨勢(shì)。最大熱應(yīng)力變形為24.8 μm，最小變形值為2.8 μm。

，使團(tuán)隊(duì)工作效率提升40%，分析結(jié)果一致性提高55%。

從有限元分析（FEA）的角度來看，建模設(shè)置可以是貫穿式網(wǎng)格、粘結(jié)、無分離或摩擦接觸。這些不同的建模過程中的每一種在應(yīng)力報(bào)告的準(zhǔn)確性和數(shù)值收斂性方面都會(huì)帶來數(shù)值方面的挑戰(zhàn)。膠粘劑或焊接材料的建模可能會(huì)被包含在模擬中，當(dāng)這些連接件被忽略時(shí)，簡化的假設(shè)可能會(huì)產(chǎn)生數(shù)值誘導(dǎo)的應(yīng)力奇異。 為了更好地理解這些假設(shè)，本文提供了一系列對(duì)比連接模擬的結(jié)果，以幫助量化它們對(duì)界面材料應(yīng)力的相對(duì)影響。

材料屬性 火箭噴管延伸模型中使用的單一正交異性材料的特性如下： 假定材料具有線性彈性且與溫度無關(guān)。該材料在平面內(nèi)（X和Y）和厚度（Z）方向上具有不同的熱膨脹系數(shù)。

右鍵單擊Solution 插入總變形和應(yīng)力。單擊solve 進(jìn)行求解。圖25 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)計(jì)算中導(dǎo)入溫度圖26 溫度對(duì)管道造成的應(yīng)力圖27 溫度導(dǎo)致管道的變形來源：百度文庫

● 熱梯度：在換熱器中，溫度變化最劇烈的界面也是計(jì)算的關(guān)注核心。 工程師需要憑經(jīng)驗(yàn)，預(yù)先判斷流場(chǎng)中可能出現(xiàn)復(fù)雜現(xiàn)象的位置，手動(dòng)設(shè)置加密區(qū)。但你很難一次就判斷準(zhǔn)，這便引出了仿真流程中最為繁瑣的一環(huán)：網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證。所謂網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證，是指通過對(duì)比不同疏密的網(wǎng)格計(jì)算出的結(jié)果，證明當(dāng)網(wǎng)格細(xì)到一定程度后，計(jì)算結(jié)果不再發(fā)生顯著變化。

物理場(chǎng)連續(xù)性重要的是要認(rèn)識(shí)到，由于物理原因，通量大多數(shù)時(shí)候是連續(xù)的。從一個(gè)單元流出的東西應(yīng)該流入下一個(gè)單元。只有數(shù)值表示是不連續(xù)的。然而，隨著網(wǎng)格的細(xì)化，有限元解將收斂于真實(shí)的連續(xù)解。不幸的是，對(duì)于我們這些從事應(yīng)力研究的人來說，梯度的收斂速度比場(chǎng)的收斂要慢。然而，梯度和通量的連續(xù)性并不是微不足道的。如果兩種不同材料之間存在邊界，那么只有通量和梯度的某些分量是連續(xù)的。

通過油膜2處位置的溫度變化量驗(yàn)證網(wǎng)格無關(guān)性。加密網(wǎng)格和時(shí)間步的計(jì)算結(jié)果變化較小, 認(rèn)為網(wǎng)格具有獨(dú)立性與收斂性, 即模型計(jì)算結(jié)果不受網(wǎng)格影響, 具有一定的可靠性。 2.2 柱塞油膜流動(dòng)狀態(tài)與黏溫關(guān)系 柱塞運(yùn)動(dòng)速度對(duì)油液流動(dòng)狀態(tài)有直接影響, 在仿真中需要選擇合適的流動(dòng)狀態(tài)才能保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此, 還需對(duì)油膜流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行判斷。文中仿真模型主要關(guān)注油膜區(qū)域。

一般而言，塑料材料共分兩種，其一為熱塑性，另一種則為熱固性。對(duì)熱塑性材料而言，我們必須了解其黏度、壓力-比容-溫度特性 (在不同壓力及溫度下的比容)、熱傳導(dǎo)性、比熱及機(jī)械性質(zhì)。至于熱固性材料，則需知道其在上述這些基本性質(zhì)中的反應(yīng)特性。為進(jìn)一步說明此等特性，我們將探討熱塑性材料；并討論熱固性材料。

ABAQUS允許設(shè)置復(fù)雜的邊界條件和初始條件，以模擬實(shí)際環(huán)境中的熱傳遞情況。 熱應(yīng)力分析：由于溫度場(chǎng)的變化會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的熱膨脹或收縮，從而產(chǎn)生熱應(yīng)力。ABAQUS可以進(jìn)行熱應(yīng)力分析，考慮溫度場(chǎng)如何隨時(shí)間變化，并在分析中設(shè)置適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件。 相變材料的模擬：冰塊融化涉及到相變過程，ABAQUS可以采用Latent heat方法模擬相變材料，定義相變溫度、相變潛熱和相變區(qū)間。

</p><p class="ql-align-justify"><strong>多物理耦合的入口點(diǎn)（Multiphysics）</strong></p><p>支持與熱 - 結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu) - 流體、結(jié)構(gòu) - 電磁等耦合場(chǎng)的輸入與接口定義。</p><p>數(shù)據(jù)映射與接口一致性（跨物理場(chǎng)網(wǎng)格插值、單位與坐標(biāo)系一致性）。

9.對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分并運(yùn)行瞬態(tài)結(jié)構(gòu)仿真，輸出應(yīng)力結(jié)果云圖，該圖顯示了應(yīng)力隨時(shí)間的變化情況。 總結(jié)本次分析成功執(zhí)行了 PCB 組件的瞬態(tài)熱-順序耦合仿真。通過將瞬態(tài)熱分析得到的溫度時(shí)程作為載荷，輸入至瞬態(tài)結(jié)構(gòu)分析中，直接觀察并獲得了關(guān)鍵元器件的熱應(yīng)力隨時(shí)間變化的響應(yīng)。