ANSYS Workbench流-热-固多场耦合计算方法详解

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目前，ANSYS版本已经更新到了2020R2，多场耦合计算功能，更加完善，操作使用更加方便，对于多场耦合根据耦合方式可以分为：

（1）单向耦合。A场对B场有影响，而B场对A场没有影响，常见的问题就是热应力计算，一般的热应力计算中，只考虑温度对结构的影响，而忽律结构变形对温度场的影响；

（2）双向耦合。A场对B场有影响，而B场对A场也有影响，例如气动颤振问题，流场对结构的变形有影响，反过来结构变形也会影响流场。

耦合计算的方法主要包括，直接耦合法和迭代耦合法。

（1）直接耦合法，就是计算单元具备多场的自由度，可以在一个单元矩阵中完成耦合求解，常用的单元是SOLID226，该单元可以完成热-结构，热-电-结构的直接耦合计算。

（2）迭代耦合法，就是不同场的量，分别在不同的软件环境中完成求解，然后进行数据交换，接着再进行独立计算，重复以上过程，当场之间的数据交换稳定时，终止数据交换，完成一次耦合计算，常见的就是流-固耦合计算问题。

1.流-热耦合计算

流热耦合计算，主要研究流体与结构之间的换热问题。用户可以使用Fluent模块或Fluent 结构热模块 系统耦合器完成计算，基于ANSYS Workbench平台可以完成单向和双向流热耦合计算。

图 干燥器的截面温度云图

2.流-固耦合计算

流-固耦合主要研究流体流动导致结构变形，而结构变形可能会影响流体流动。基于ANSYS Workbench可以实现单向和双向流固耦合，而且可以处理结构发生大变形的双向流固耦合计算，流固耦合计算的典型应用包括，机翼颤振，管道振动，导线覆冰振动，含流体容器晃动，结构跌落入水冲击，柔性结构扰流振动等。

图 机翼颤振过程的截面速度与机翼应力云图

3.热-固耦合计算

4.流-热-固耦合计算

ANSYS Workbench流-热-固多场耦合计算方法详解_理论_科普_求解技术_其他耦合_流-固&热耦合_Workbench-仿真秀干货文章目前，ANSYS版本已经更新到了2020R2，多场耦合计算功能，更加完善，操作使用更加方便，对于多场耦合根据耦合方式可以分为：（1）单向耦合。A场对B场有影响，而B场对A场没有影响，常见的问题就是热应力计算，一般的热应力计算中，只考虑温度对结构的影响，而忽律结构变形对温度场的影响；（2）双向耦合。A场对B场有影响，而B场对A场也有影响，例如气动颤振问题，流场对结构的变形有影响，反过来结构变形也会影...https://www.fangzhenxiu.com/post/1774120/?inviteCode=z3cyrxjZKqGTR

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