Simcenter 3D Solutions Simcenter 3D Multiphysics Structural Solution Using One-Way Coupling of Temperature Loads Part II

2023-01-30T06:14:45.000-0500
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摘要

This article is the second part and it has a demo of one way coupling of temperature loads in Simcenter 3D Multiphysics structural solution.

详细信息

Simcenter 3D Multiphysics Structural Solution Using One-Way Coupling of Temperature Loads Part II

  1. 使用温度载荷的单路耦合结构仿真的案例
我们使用工字梁的热结构单路耦合仿真分析为案例，介绍如何使用Simcenter 3D Multiphysics进行使用温度载荷的单路热结构耦合仿真分析。
  1. 创建热仿真文件和解算方案
  















我们基于上面图片中的工字梁3D几何模型，建立Solver 类型为Simcenter 3D Multiphysics，Analysis 类型为Thermal 的FEM文件。在该FEM文件中，我们依次完成材料定义，网格配对条件定义，网格划分等工作
 
接下来，我们基于这个FEM模型建立仿真分析文件，Solver 类型为Simcenter 3D Multiphysics，Analysis 类型为Thermal，如下图所示：
 
在Results Option -》Thermal Output Requests 中将Thermal 输出选项Temperature选中，并将Temperature输出的类型修改为Nodes，如上图所示。
注意：如果按照默认选项设置，Elements and Nodes，则会在热结构耦合计算时提示：USER FATAL MESSAGE 22910 (GP7ARUNV)。
我们在仿真分析文件中定义约束条件与载荷，完成的热仿真模型的边界条件如下图所示：

我们还需要定义两个subcase：第一个subcase为初始状态计算；第二个subcase为热仿真计算，具体设置如下图所示：
 
    完成上述工作后，点击保存并提交计算。
  1. 创建结构FEM文件与仿真分析文件
我们基于工字梁的3D几何模型，分别建立基于Simceneter 3D Multiphysics的结构FEM文件与仿真分析文件，如下图所示：

在完成网格划分，材料定义等工作后，进入到仿真分析文件，开始进行初始条件与热载荷等边界条件的定义。
  1. 创建Mapping 类型的Solution
我们在进行热结构耦合仿真分析计算之前，首先要将热仿真计算的结果通过映射的方法将温度场映射到结构仿真模型上。

我们需要在Mapping对话框中的Mapping Details 标签中定义Data Source and Destination，这是指的热仿真计算结果文件，包括Results File 与 Mapping File两种类型。在Output Time Points 中，如果我们想使用热分析中的时间步，就选择 Use Bun File Output，同时可以在下面的Minimum 和Maximum 中指定时间步的最大值和最小值。具体设置如上图所示。
完成以上设置工作后，可以提交Mapping Solution 计算，计算完成后会在工作目录下生成对应的bun文件。
  1. 创建热结构耦合解算方案
完成Mapping 计算后，我们需要建立热结构耦合计算解算方案，在该解算方案中定义初始温度，温度载荷等边界条件以及迭代时间步，输出等参数。

    在Time Step Definition 的设置中，需要将End Time 设置为与热仿真分析一致的时间，Number Of Increments 也尽量保持与热仿真分析的设置相同。
  1. 设置Initial Free Temperature
我们需要设置热结构耦合仿真开始时刻的初始温度值Initial Temperature。在这里，我们设置这个值为20摄氏度，如下图所示：
  1. 设置Temperature Load
在Subcase中的 Load 下定义Temperature Set，并定义Temperature Load，具体设置如下图所示：

在Temperature 对话框中选择类型为Temperature – External Time Assigned 类型。这个类型是指导入一个与时间相关的热载荷输入文件。在Results File 定义区选择Mapping Solution 的计算结果。
完成以上设置后继续完成约束，结构载荷，Contact & Glue等其他边界条件的定义，就可以提交计算了。
  1. 计算结果后处理
计算完成后，我们可以在后处理导航器中查看计算结果。可以看到，在除了初始热分析步以外，每一个迭代步都会进行热结构耦合仿真计算。

  1. 总结

    Simcenter 3D Multiphysics 提供了四种类型的多物理场耦合仿真功能，本文介绍了Simcenter 3D Multiphysics 使用温度载荷的单路耦合结构仿真方法与工作流程，并以案例的方式对该工作流程进行了演示。
 

知识库文章 ID# KB000073545_ZH_CN

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