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1、MpCCI基础培训CDAJ-ChinaCo.,Ltd.第一章介绍目录多物理场典型的多物理场模拟耦合分析的必要性耦合求解方案举例MpCCI多物理场耦合解决方案MpCCI简介多物理场多物理场仿真：两个或两个以上物理场的耦合系统耦合系统及其方程是用来描述多个空间区域之间相互关联的变量的变化规律和相互影响的。这些变量常用于描述不同区域内的物理现象。1、任何一个区域内的物理现象脱离了其他物理场，便无法单独计算；2、任何一组应变量在不同级的微分方程中是无法消除的（显式）。From:Zienkiewicz&Taylor.TheFiniteElementMethod,
2、Volume1,TheBasis. ButterworthHeinemann,Oxford,2000多物理场耦合系统物理场程序A:f(a,b,c,d)=0物理场程序B:g(c,d,e,f)=0耦合域中两个系统共享的变量（c和d）称为耦合量。耦合域：两个区域中相互耦合的网格。物理场程序A物理场程序B耦合量c耦合量d多物理场耦合域取决于耦合空间，分为：面耦合体耦合.三维面耦合两维面耦合两维体耦合三维体耦合多物理场物理场典型耦合域的物理场有：固体力学描述固体承受外力时的行为使用有限元法求解结构的变形，应力以及应变使用结构力学的程序求解流体力学描述流体,液体或
3、气体的流动行为通用的数值模拟方法是ComputationFluidDynamics(CFD)使用流体力学的程序(CFD-codes)(流体管路系统)与流体力学相同,但不同的流体程序噪音研究声效应,波在固体或流体中的传播经常与振动分析耦合物理意义上,是流体力学或固体力学的分枝,但不同的模拟方法多物理场物理场典型耦合域的物理场有：固体换热固体中的热传导取决与固体热传导通常边界的温度以及热源项给定，于是温度分布就可以求解通常包括固体力学程序流体换热流体换热主要取决与热传导以及热对流大部分的流体程序可以计算换热辐射换热固体或液体电磁辐射引发温度分布(e.g.红
4、外线)，特别的模拟程序，与流体固体换热不同电磁学计算电场与磁场计算电流以及电磁力多物理场物理场固体力学方程“动量守衡”+材料方程(弹性,塑性,...)物理量u→位移σ→应力张量ρ→密度t→时间(材料数据:弹性模量,泊松比,...)边界条件位移或应力多物理场物理场固体力学程序ABAQUSANSYSMSC.MarcPermasMpCCI物理变量位移/位置/速度NDisplacement,NPosition,CGPosition,Velocity,VelocityMagnitude,...应力/力/压力AbsPressure,OverPressure,Bod
5、yForce,LorentzForce,RelWallForce,WallForce,…密度Density时间DeltaTime,PhysicalTime多物理场物理场流体力学(CFD)方程Navier-Stokesequations(basicform):+气体状态方程,湍流模型,...物理ρ→密度t→时间q→热流矢量(导热)v→速度矢量σ→应力张量Sq→热源项F→外力g→重力矢量H→总焓MassConservation:MomentumConservation:EnergyConservation:多物理场物理场流体力学(CFD)程序FLUENTS
6、TAR-CDMpCCI物理变量密度Density时间DeltaTime,PhysicalTime位移/位置/速度NDisplacement,NPosition,CGPosition,Velocity,VelocityMagnitude,...应力/力/压力AbsPressure,OverPressure,BodyForce,LorentzForce,RelWallForce,WallForce,…焓Enthalpy热流HeatFlux热源HeatSource多物理场物理场噪音方程声波方程物理变量p→声压力t→时间c→音速多物理场物理场噪音程序ABAQU
7、SPERMASMpCCI物理变量声压AcstPressure时间DeltaTime,PhysicalTime多物理场物理场导热(固体换热)方程“Fourier'slaw”物理变量T→温度Q→换热(热流密度)k→导热性t→时间多物理场物理场导热(固体换热)程序ABAQUSANSYSMSC.MarcPERMASFLUXMpCCI物理变量温度Temperature,FilmTemp,BoundaryTemp,WallTemp,TotalTemp,...换热HeatFlux,WallHeatFlux,Wall2HeatFlux导热性ThermCond*时间De
8、ltaTime,PhysicalTime多物理场物理场流体-固体换热方程“Newton'sla
