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算例簡(jiǎn)介本資源針對(duì)高速入水沖擊這一強(qiáng)非線性流固耦合難題，提供了一套完整的 STAR-CCM+ (CFD) + Abaqus隱式協(xié)同仿真（Co-Simulation）解決方案。算例成功復(fù)現(xiàn)了圓柱體入水過(guò)程中的空泡演化、入水沖擊載荷突變以及結(jié)構(gòu)體的動(dòng)態(tài)應(yīng)變響應(yīng)，解決了FSI計(jì)算中常見(jiàn)的“網(wǎng)格負(fù)體積”與“耦合面數(shù)據(jù)傳遞發(fā)散”問(wèn)題。2.

以CFX-Post傳遞耦合面數(shù)據(jù)的方式創(chuàng)建ANSYS Mechanical APDL載荷為例，其單向數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程設(shè)置大致如下： Step 1：打開(kāi)Mechanical APDL導(dǎo)入模型，設(shè)置結(jié)構(gòu)單元類型、面單元(SURF154)和實(shí)參數(shù)，然后分別劃分結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和耦合面網(wǎng)格。

· 沖擊工況：模擬通過(guò)不平路面時(shí)的垂直載荷。· 側(cè)翻工況：極端側(cè)傾情況。 需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)要求確定工況，并計(jì)算各工況下在車輪中心或接地點(diǎn)應(yīng)施加的力與力矩（即靜載輸入）。

</p><p><span style="background-color: rgb(249, 110, 87); color: rgb(255, 255, 255);">數(shù)值計(jì)算模型</span></p><p>&nbsp;計(jì)算一薄壁圓桶在水下沖擊波載荷作用下的毀傷情況，計(jì)算模型如下圖所示。爆炸載荷通過(guò)*LOAD_SSA關(guān)鍵字進(jìn)行加載。

單擊Mesh Interface面板，觀察自動(dòng)生成的耦合面，查看是否有問(wèn)題。考慮到本次案例模型簡(jiǎn)單，邊界條件也不復(fù)雜，所以Solution Methods，Solution Controls采用默認(rèn)設(shè)置即可。單擊Monitor 面板雙擊Residuals 設(shè)置計(jì)算的殘差為1e-5。

Fluid Solid Interface；在流體域表面施加壓力載荷約束。

、壓強(qiáng)載荷工況、集中力載荷工況； create_Random：創(chuàng)建隨機(jī)振動(dòng)載荷工況，可以創(chuàng)建指定國(guó)標(biāo)PSD載荷，也可以創(chuàng)建自定義PSD載荷； create_frf：創(chuàng)建掃頻分析工況，可以指定掃頻范圍、掃頻方向、掃頻幅值等； create_z_shock：創(chuàng)建加速度沖擊工況，模擬部件承受正弦波加速度載荷工況

7、動(dòng)力電池的機(jī)械沖擊分析 電池包在半正弦加速度慣性載荷下的機(jī)械沖擊分析，查看位移、應(yīng)力以及塑性應(yīng)變結(jié)果。 8、動(dòng)力電池的跌落分析 電池包在指定高度下落的跌落分析，查看位移、應(yīng)力以及塑性應(yīng)變結(jié)果。

點(diǎn)擊Static Structural模塊中的Model，進(jìn)入結(jié)構(gòu)模塊，對(duì)飛機(jī)機(jī)身的進(jìn)行網(wǎng)格劃分，設(shè)置相關(guān)求解參數(shù)，將流場(chǎng)壓力加載到相應(yīng)的流固耦合面，進(jìn)行結(jié)構(gòu)求解。結(jié)構(gòu)求解完成之后選擇機(jī)身的變形云圖以及應(yīng)力云圖進(jìn)行顯示。

那么在常規(guī)方法在lsdyan中，只能在0.001s內(nèi)施加螺栓預(yù)緊力，組件在短時(shí)間內(nèi)受到螺栓預(yù)緊力的作用就會(huì)在后期產(chǎn)生抖動(dòng)，對(duì)于后續(xù)加載的沖擊碰撞等載荷后產(chǎn)生影響，那么如何消除這個(gè)現(xiàn)象？

而端面耦合器需要額外的切割和拋光工藝來(lái)創(chuàng)建耦合面，但其優(yōu)勢(shì)在于能提供較大的工作帶寬。本期文章參考文獻(xiàn)[1]設(shè)計(jì)了一個(gè)基于絕緣體上硅（SOI）結(jié)構(gòu)的端面耦合器，該耦合器能高效地將光耦合進(jìn)/出傳統(tǒng)SMF-28光纖，工作中心波長(zhǎng)為1550 nm，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

設(shè)置穩(wěn)態(tài)單相流，設(shè)置冬夏季入口流速、壓力與溫度，設(shè)置初始條件與計(jì)算控制參數(shù)以及耦合面。圖 7 流體求解參數(shù)與邊界條件設(shè)置5）熱邊界條件設(shè)置。設(shè)置生豬和工作人員發(fā)熱功率，外界環(huán)境，對(duì)流換熱邊界條件及穩(wěn)態(tài)求解設(shè)置。圖 8 熱模型邊界條件與求解設(shè)置參數(shù)定義6）耦合求解設(shè)置。設(shè)置耦合邊界與耦合方式，確定耦合時(shí)間步與保存輸出間隔。圖 9 耦合求解設(shè)置7）計(jì)算結(jié)果查看。

同時(shí)OptiStruct與HyperMesh可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接，載荷和約束設(shè)置完畢后，在HyperMesh中建立Load Step工況后，就可以提交計(jì)算，計(jì)算結(jié)果在后處理軟件HyperView中進(jìn)行查看。圖7～圖11分別為風(fēng)機(jī)總成靜態(tài)強(qiáng)度應(yīng)力云圖及各個(gè)部件的應(yīng)力云圖。

點(diǎn)擊Static Structural模塊中的Model，進(jìn)入結(jié)構(gòu)模塊，對(duì)飛機(jī)機(jī)身的進(jìn)行網(wǎng)格劃分，設(shè)置相關(guān)求解參數(shù)，將流場(chǎng)壓力加載到相應(yīng)的流固耦合面，進(jìn)行結(jié)構(gòu)求解。結(jié)構(gòu)求解完成之后選擇機(jī)身的變形云圖以及應(yīng)力云圖進(jìn)行顯示。

4.1 多軟件模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入 投影鏡頭導(dǎo)入：在Speos中調(diào)用光學(xué)設(shè)計(jì)交換組件，加載Zemax導(dǎo)出的.odx文件，匹配坐標(biāo)軸系統(tǒng)，一鍵生成三維鏡頭模型，可直接查看鏡頭原始設(shè)計(jì)參數(shù)且不可篡改；圖3：Speos光學(xué)設(shè)計(jì)導(dǎo)入界面 光柵模型導(dǎo)入：加載Lumerical輸出的.json光柵參數(shù)文件與.sop插件文件，為光波導(dǎo)耦合面賦予亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)表面屬性，同時(shí)配置紋理貼圖與尺寸參數(shù)

尤其是在無(wú)人機(jī)降落時(shí)，地面對(duì)無(wú)人機(jī)會(huì)有一個(gè)很大的剛性沖擊，其沖擊大小與無(wú)人機(jī)的質(zhì)量和速度有很大的關(guān)系。目前，市場(chǎng)上廣泛使用的起落架制作材料為鋁合金，但是鋁合金起落架在使用過(guò)程中由于其具有質(zhì)量高的特點(diǎn)會(huì)給無(wú)人機(jī)帶來(lái)很多不必要的動(dòng)能損耗。因此，設(shè)計(jì)一款輕量化的起落架來(lái)降低起落架質(zhì)量和提高飛行時(shí)間，從而達(dá)到增加無(wú)人機(jī)的續(xù)航時(shí)間的目的，顯得很有必要。

攪拌機(jī)構(gòu)在不同工況下的載荷主要是，作用在槳葉上的等效集中力，與電機(jī)的輸入扭矩等效，施加扭矩載荷。扭矩作用點(diǎn)位置在垂直于攪拌軸的槳葉旋轉(zhuǎn)軸線上，以多點(diǎn)約束的形式在中心軸線兩槳葉中心點(diǎn)之間的中間點(diǎn)位置施加。對(duì)兩個(gè)槳葉工作面分別創(chuàng)建rb2連接，耦合點(diǎn)在攪拌軸軸線上；然后對(duì)兩槳葉的耦合點(diǎn)之間（中心位置）創(chuàng)建rb2連接，扭矩加載在該連接點(diǎn)上。

： n) 來(lái)自管道的外部載荷，溫度和壓力急劇波動(dòng)的沖擊載荷、流體沖擊引起的反力等； o) 在運(yùn)輸或吊裝時(shí)的作用力。

2．提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施 答：（1）降低螺栓總拉伸載荷Fa的變化范圍： a，為了減小螺栓剛度，可減螺栓光桿部分直徑或采用空心螺桿，也可增加螺桿長(zhǎng)度， b，被聯(lián)接件本身的剛度較大，但被鏈接間的接合面因需要密封而采用軟墊片時(shí)將降低其剛度，采用金屬薄墊片或采用O形密封圈作為密封元件，則仍可保持被連接件原來(lái)的剛度值。

計(jì)算轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)時(shí)考慮流固耦合作用，需將流場(chǎng)仿真結(jié)果作為邊界條件加載到對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)部件處，流固交界處選擇流固耦合面。1.4軸承動(dòng)力特性計(jì)算環(huán)保泵轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算前，需要根據(jù)轉(zhuǎn)子實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)對(duì)軸承動(dòng)特性系數(shù)進(jìn)行定義。球軸承剛度計(jì)算公式[23]為式中：K為軸承剛度，N/mm；Fr為徑向載荷，N；n為滾珠數(shù)量；d為滾珠直徑，mm；γ為滾珠接觸角。