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2、熱—固耦合分析熱固耦合的基本思路是先進行熱傳導分析以獲取結構的溫度場，這個溫度場將作為結構分析的載荷的一部分，耦合分析將按照嚴格的順序進行，通常會先進行熱分析，熱分析影響后續的結構分析，而結構分析對熱分析則沒有影響。

</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202505/83a316d345a572189982e29642a3b428.png"></p><p>4 溫度場邊界條件與載荷條件的施加</p><p>采用熱固耦合仿真計算對其進行分析。</p><p>在太陽能板表面施加溫度場，如下圖所示。

在流固耦合問題中，需要將流體域中的基本方程以及結構域的動力學方程進行聯立求解。交界面處應滿足流體與固體的位移、熱流量、溫度、應力等相等。無人機葉片雙向流固耦合分析采用多面體網格對流體域劃分網格，四面體網格對固體域劃分網格，流體域的求解采用有限體積法，固體域的求解采用有限元法。

產品焊腳示意圖以及溫度場仿真結果利用LS-DYNA軟件對熱風焊工裝及產品進行建模，調用不可壓縮計算流體動力學（ICFD）流體仿真模塊，并耦合熱以及結構模塊，實現流-固-熱多物理場耦合仿真，在模型中對熱空氣流體及其環境件進行分析，獲得模型各處流體流動狀態、塑料產品焊腳的熱分布等結果。

； 對于運動機械而言，考慮到瞬態流場可能引起的熱應力、噪聲、振動仿真分析，需要加載隨時間變化的壓力和溫度（或熱流密度）分布，進行非定常的流固耦合分析，是許多客戶關注的問題。

本文將利用積鼎通用流體仿真軟件VirtualFlow對水平冷板的共軛換熱進行模擬，主要涉及相變過程的流動和傳熱傳質問題，通過分析為高熱流電子設備散熱設備設計提供指導。仿真過程將用到VirtualFlow自主開發的熱限制相變模型和流固耦合模型。

本案例適合哪些人學習：1、學習型仿真工程師2、理工科院校學生你會得到什么：1、學習三通管道的三維模型處理2、學習三通管道流固熱耦合分析步的建立3、學習三通管道流固熱耦合分析的載荷施加4、學習三通管道流固熱耦合載荷的施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.

這次小編為大家分享一個案例，用簡單的模型來展示熱分析以及熱固耦合分析的流程。

模型簡介：考慮熱流固-損傷耦合效應，本案例建立了水力裂縫擴展模型，假設材料楊氏模量和抗拉強度滿足weibull分布，邊界施加應力條件，可運用于如下場景：1、干熱巖儲層壓裂，流體介質可選擇水和二氧化碳，實現壓裂過程裂縫動態擴展模擬；2、干熱巖儲層采熱開發，分析熱流固-損傷耦合效應對采熱的影響；3、深部頁巖儲層壓裂，實現水和二氧化碳壓裂裂縫擴展模擬；4、其他熱流固耦合問題。

方案總結本軟件可以對流體回路的部件及換熱器等進行微觀的氣液兩相、單相、流固耦合等模擬仿真計算，提取所仿真的物理現象及趨勢，并與理論計算比較驗證。以用戶提供的某型熱管物理參數為輸入，可以仿真計算該型熱管隨著功率變化的瞬態溫度變化趨勢，仿真獲得的結果與用戶提供的實驗結果相比較，趨勢一致。相變和瞬態計算的精度和收斂性，一直以來都是流體仿真的難點。

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！

一般情況下，FSI模擬在運動學和力方面保持一致，稱為雙向耦合，在STAR-CCM+中，雙向耦合FSI問題是指從流體到固體和從固體到流體的交換的綜合采用并行求解方法。進行航空發動機整機氣熱彈耦合仿真的STAR-CCM+版本為STAR-CCM+ 2206.將航空發動機整機從冷態模型計算至熱態模型后發動機伸長約1mm。

隨著計算機及軟件技術的快速發展，對于類似的問題已經可以通過應用專業的有限元軟件建立三維流固耦合仿真模型來進行仿真研究。Kim J[2]使用商業軟件對壓縮機的閥片動力學進行了2D流固耦合分析，得到二維的溫度和速度矢量分布及閥片的升程曲線，并與實驗值進行對比。Kim H[3]通過外部軟件導入Nastran格式的4節點和6節點網格，對壓縮機排氣過程進行了3D流固耦合仿真，并對排氣閥片進行了仿真優化。

1.基于某款實際電容產品簡化的3D模型2.環境溫度85℃、帶TIM散熱膠及鋁合金散熱冷板3.考慮直流輸入電流及紋波電流，芯包損耗發熱的電-熱耦合工況4.電流、發熱量等數據為假設值，實際仿真以真實數據為準5.模型可以為真實的DC Link熱仿真工作提供極具價值的參考。

材料參數設置3 物理場邊界條件電場和熱場仿真需要設置相應的邊界條件，其中電場需要設置高壓和接地邊界，熱場設置環境溫度和散熱邊界，電場和熱場之間的耦合關系為電磁熱。詳細物理場邊界條件及場路耦合模型設置如圖4所示。圖4.

?固體本身的變形量很小，可以認為是剛體，但是整體產生比較大的位移，可以采用CFD耦合MBD多體動力學分析，也屬于雙向耦合。以上幾種分析都可以在SimLab模塊中完成，流固交界面的耦合數據在后臺傳遞，無需用戶編輯腳本。TFSI模型的計算代價最小，通常用于流體靜載荷或溫度梯度引起的固體小變形，例如汽車排氣管的熱應力，發動機水套的熱應力，車燈的熱應力等等場景。

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

項目介紹對于本田 CR-V SUV 模型的設計，本田希望獲得詳細汽車幾何形狀的全耦合熱 3D-CFD RANS 模擬。模擬的主要目的是清楚了解汽車引擎蓋下的所有熱學方面。需要考慮所有相關的熱源：發動機、排氣系統、散熱器、冷凝器和風扇。他們需要一種能夠處理大規模耦合仿真的求解器，同時在一個仿真中考慮外部流動、旋轉組件、多孔介質、共軛傳熱、熱交換器建模和輻射。

在Simdroid中繪制的典型油浸式電力變壓器二維模型借助Simdroid的多物理場耦合功能，重慶大學的研究人員可以在界面上輕松完成固體傳熱有限元方法和流體方程有限體積方法的聯合仿真計算，在電力變壓器模型中實現對含有復雜絕緣油通道、大量流固耦合邊界的網格自動優化和高效耦合迭代。