流固耦合过程_教程

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1、流固耦合过程（仅耦合热边界）准备软件：¾AVL-FIRE¾Hypermesh（用于划分和处理网格）¾ABAQUS（熟悉inp文件结构和语句）¾MSC-Patran湖南大学先进动力总成技术研究中心以AVL-FIRE安装目录下面简单例子为例，位于以下目录：D（安装盘符）:AVLFIREv（版本号）exam湖南大学先进动力总成技术研究中心第一步：CFD计算所有设置与例子中保持一致湖南大学先进动力总成技术研究中心第一步计算CFD的时候，不需要选上MeshFEMformat，只需指定输出Frequency即可。湖南大学先进

2、动力总成技术研究中心第一步计算完之后会产生一个htcc文件，如下图：湖南大学先进动力总成技术研究中心第二步：耦合面网格及固体网格获取为了便于统一坐标位置和热边界插值，不用例子中的FEM网格。FEM网格将从CFD网格（cyl.flm）中“抽取”，如下图，在Fire中导出.nas格式文件。湖南大学先进动力总成技术研究中心在hypermesh中TOOl>faces板块中把流体网格的外表面抽取，然后删除两端面的面网格选择全部网格（displayed）即可湖南大学先进动力总成技术研究中心通过3D>elemoffset来获得实体网格

3、湖南大学先进动力总成技术研究中心第三步：映射（mapping）热边界条件FIRE中FEMInterface上一步得到的面网格导出为.nas文件中设置如下两图（如sur_mesh_for_mapping.nas）湖南大学先进动力总成技术研究中心保存之后，Start，next直到如图所示界面，输入-fem–mode=mapping湖南大学先进动力总成技术研究中心第四步：查看热边界结果（这一步不是必需的，为了确保mapping正确，还是要先看一下结果）Mapping之后会产生一个包含热边界的inp文件，用于后续的固体温度场计算

4、。湖南大学先进动力总成技术研究中心映射距离与用例子比较（用三角形面单元）湖南大学先进动力总成技术研究中心第五步：在MSC-Patran中做MPC注意：这里的面网格节点号和单元号要与前面用来mapping的面网格对应上，可以在patran或者hypermesh中通过renumber来实现，固体网格最好也把节点号和单元号renumber，记下所有的节点号和单元号，以备后用。之后，导出.inp文件湖南大学先进动力总成技术研究中心第六步：在ABAQUS里面施加其他面（不是与CFD耦合的面）热边界在ABAQUS里面赋予外表面统一的

5、热边界条件，这里的数值可以稍后在inp文件中修改。之后，导出.inp文件湖南大学先进动力总成技术研究中心第七步：编辑inp文件主文件，其他inp文件可通过INCLUDE,INPUT=XXX.inp来读取。湖南大学先进动力总成技术研究中心inp文件解释cylinder_solid_mesh.inp，此文件为固体网格文件，里面为节点和单元信息，注意ELEMENTTYPE一定为传热单元DC3D8。湖南大学先进动力总成技术研究中心面网格文件inner_sur_mesh.inp，此文件为内表面网格文件，里面为节点和单元信息，注意E

6、LEMENTTYPE一定为传热单元DS4。湖南大学先进动力总成技术研究中心MPC文件MPC.inp，此文件为多点自由度号，11自由耦合文件，耦合面网格和度为温度自由度体网格内表面的温度自由度，用其来沟通面网格和体网格。体网格节点号面网格节点号湖南大学先进动力总成技术研究中心热边界条件文件Inner_Heat_Data.inp，此文件为热边界条件文件，从Fire中mapping而来。注意！网格序号流体温度换热系数温度单位为°C，换热系数单位为W/mm^2K，换热系数单位要根据有限元所用单位体系而改动，可通过编辑>替换来改动

7、，如0.992E-04替换为0.992E-01湖南大学先进动力总成技术研究中心第八步：查看计算结果编辑好inp文件之后，所有inp文件都放在ABAQUS工作目录底下，然后提交主文件计算即可，得到温度场如图。湖南大学先进动力总成技术研究中心第九步：导出节点温度，供热应力计算使用单独显示实体网格湖南大学先进动力总成技术研究中心也可以在主inp文件中通过语句来控制结果输出节点温度，如输出fil文件。湖南大学先进动力总成技术研究中心导出实体节点温度，编辑为ABAQUS能识别的格式（如.inp，.dat格式），第一列为节点号，第二

8、列为温度值，如下图。以供下一步计算热应力用，且可以加上其他的机械载荷，这过程省略……节点序号温度（°C)湖南大学先进动力总成技术研究中心湖南大学先进动力总成技术研究中心