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本文將執(zhí)行一個單向流固耦合分析流程，先在Hypermesh前處理器進行流體域的建立和CFD網(wǎng)格劃分，然后導入至Fluent求解器進行流場計算，得到流體與固體界面的壓強信息，隨后將Fluent中計算得到的壓力信息映射至結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上，并使用Optistruct求解器進行結(jié)構(gòu)力學分析。

表4 固體屬性除流體速度外，其他物理量如位移、壓力和固體速度等的初值全部為0.創(chuàng)建流-固界面在流-固耦合問題中，流體和固體域通過共用的交界面交換場數(shù)據(jù)。由于FE solid stress框架完全基于Parts，因此可以從流體Parts和固體Parts之間的Contact 創(chuàng)建流-固交界面。通常在分配Parts到Regions時已經(jīng)自動創(chuàng)建出Interface。

最后定義耦合面，定義流固交界面流體一側(cè)的三個面為interfacef2s，定義流固交界面固體一側(cè)的三個面為interfaces2f，面的選取如圖5 所示。

1.2 流體域抽取創(chuàng)建外部流體域：在SpaceClaim中，選擇“準備”選項卡，使用“外殼”工具沿風機周圍生成長方體流體域，可以鍵盤上直接輸入數(shù)值。建議尺寸為風機幾何的20-30倍。拉伸操作時勾選“No Merge”選項，避免流體域與固體區(qū)域自動合并，確保后續(xù)邊界條件獨立設置。 右鍵單擊塔筒或葉片，選擇抑制固體區(qū)域，僅保留流體域。

之后再將流體域表面分開以便設置邊界條件，如圖2。并且進行重命名操作。之后將parts分配到計算域。 下面可在此處設置邊界條件，比如速度進口之類的。之后創(chuàng)建2個新的網(wǎng)格連續(xù)體，1個賦予管道，另一個賦予流體，而兩個網(wǎng)格之間的交界面需要設置長接觸面類型，設置好基本尺寸等參數(shù)后就可以初始化網(wǎng)格，生成面網(wǎng)格，生成體網(wǎng)格了。

（3）關(guān)閉B2：Engineering Data界面。 10 結(jié)構(gòu)模型設置 （1）雙擊B5欄Model項，進入Static Structural界面，在該界面下進行模型的網(wǎng)格劃分和模型設置。（2）在Geometry中，右鍵單擊流體域幾何體選擇Suppress Body禁用流體域。

，頂部為壓力入口，底部為壓力出口，扇葉以5820r/min的速度旋轉(zhuǎn)_ 考慮到計算精度及網(wǎng)格數(shù)量，將流體域拆分為三部分，其中紅色的旋轉(zhuǎn)區(qū)域部分網(wǎng)格加密采用較小的網(wǎng)格尺寸; 三部分相互連接的交界面上的網(wǎng)格是非正則的，及交界面兩側(cè)區(qū)域在交界面位置的網(wǎng)格節(jié)點是不共用的，而是在Fluent中采用Interface進行數(shù)據(jù)交互

2500rpm；自然壓力入口和出口邊界，壓力入口和壓力出口邊界的壓力值均設置為0Pa；葉片壁面作為旋轉(zhuǎn)部件定義相對于相鄰區(qū)域（動域）的旋轉(zhuǎn)速度為0，其他保持默認設置；交界面網(wǎng)格邊界設置，自動創(chuàng)建交界面邊界，生成內(nèi)部域邊界類型；離散算法，只修改湍動能和耗散率為二階迎風格式，提高仿真精度，連續(xù)方程殘差設置為10e-5；采用默認“Hybrid Initialization

圖2 固體模型幾何與網(wǎng)格 4.3 邊界條件設置 對于流體域仿真而言，流固交界面設置為固定溫度邊界，溫度值從固體模型模擬結(jié)果映射而來；對于固體域仿真而言，流固交界面設置為固定的熱通量邊界，熱通量值由流體模型的模擬結(jié)果映射得到，仿真分析原理如圖3所示。

最后6個域全部是芯片，設置1個后，其余5個可以直接復制粘貼。圖14 分配計算域3.3求解參數(shù)設置a. 交界面是軟件自動識別的，不需要處理。圖15 交界面設置b. 在熱模型處給剛剛設置的8個芯片的域添加發(fā)熱功率，它們功率不同，都是現(xiàn)成的客觀數(shù)據(jù)，我們逐一輸入軟件中。右鍵插入對象，熱源，類型選域，熱源位置，第一個AGPmold，功率是20w。

，頂部為壓力入口，底部為壓力出口，扇葉以5820r/min的速度旋轉(zhuǎn)_ 考慮到計算精度及網(wǎng)格數(shù)量，將流體域拆分為三部分，其中紅色的旋轉(zhuǎn)區(qū)域部分網(wǎng)格加密采用較小的網(wǎng)格尺寸; 三部分相互連接的交界面上的網(wǎng)格是非正則的，及交界面兩側(cè)區(qū)域在交界面位置的網(wǎng)格節(jié)點是不共用的，而是在Fluent中采用Interface進行數(shù)據(jù)交互

流體域物理模型選擇為上圖所示。5、交界面的生成交界面生成以后，相接觸的面才會有熱量傳遞，具體方法如下：按住ctrl鍵后，同時選中兩個區(qū)域中相同的面，右鍵選擇生成界面。界面類型選擇為映射接觸界面（若為電熱耦合，則為接觸界面）。在交界面中可以設置接觸熱阻。

</p><p>下圖為冷板內(nèi)部流體域的溫度和速度云圖，從圖中可以看出，水通過冷板與電芯進行了換熱后，從入口流到出口的過程中其溫度呈上升趨勢。

建立流固耦合模型時需要在流體域和固體域間添加交界面，但流體網(wǎng)格通常比固體網(wǎng)格更加精細，交界面網(wǎng)格節(jié)點不存在一一對應的關(guān)系，交界面間是非共形網(wǎng)格。STAR-CCM+中流固耦合交界面使用映射接觸交界面，這種交界面不是壓印連接，而是依賴于交界面各面之間的間接關(guān)聯(lián)，用于數(shù)據(jù)映射器，這樣做的好處是允許交界面上存在非共形網(wǎng)格、映射過程沒有網(wǎng)格發(fā)生壓印，能夠保留最初創(chuàng)建的高質(zhì)量網(wǎng)格。

圖3-12 壁面定義 4）求解參數(shù)設置 雙擊求解>流動分析>交界面>Interfaces，查看自動識別的交界面。

選擇k-epsilon方程，其他保持默認； ▉ 賦予材料屬性 本次使用的流體材料為water-liquid，固體材料為steel，在Fluent Database中就有，可直接Copy(復制)出來使用； 分別將這兩種材料屬性賦予流體域和固體域； ▉ 邊界條件設置

圖3-11 壁面定義 4）求解參數(shù)設置雙擊求解>流動分析>交界面>Interfaces，查看自動識別的交界面。

此時通過在機身內(nèi)部指定流體域標記點，結(jié)合Wrap功能生成包裹網(wǎng)格，該過程需調(diào)整包裹增長率至1.3以避免機翼尖端（厚度僅0.8mm處）的網(wǎng)格穿透現(xiàn)象。 特別在機翼-襟翼交接面等運動機構(gòu)區(qū)域，需通過Face Zone建立交界面，設置1:1的網(wǎng)格過渡比例確保后續(xù)計算的連續(xù)性。 網(wǎng)格尺寸控制是提升計算精度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

圖3-8 壁面定義設置Inlet和Outlet，右擊 邊界條件> 插入邊界條件，新建邊界條件，選擇面,分別設置邊界名稱、邊界類型、邊界條件和數(shù)值，如圖所示； 圖3-9 入口定義 圖3-10 出口定義4）求解參數(shù)設置雙擊 求解>流動分析>交界面>Interfaces，查看自動識別的交界面； 圖3-11 交界面設置右擊 求解