Abaqus 协同仿真

通过耦合 Abaqus 和 Simcenter STAR-CCM+，协同仿真方法可用于对复杂的流体结构相互作用 (FSI) 问题进行求解。 机械场和/或热场可以跨流体结构交界面进行交换。

Abaqus 求解结构域，Simcenter STAR-CCM+ 则求解流体域。 这两个域通过 SIMULIA 协同仿真引擎 (CSE) 进行通信。

Simcenter STAR-CCM+ 中的大多数特征可用于协同仿真，包括可压缩流和不可压缩流、层流和湍流、热传递、自由表面、多组分和多相驱动的流体。 隐式非稳态求解器可用于 Abaqus 协同仿真。 在机械协同仿真分析中，变形将根据从 Abaqus 导入的位移更新 Simcenter STAR-CCM+ 网格。

Abaqus 中的大多数特征也可用于协同仿真，包括非线性材料、非线性几何效应和接触。 以下 Abaqus 过程支持协同仿真：静态应力/位移、动态（隐式和显式）、热传递（稳态和瞬态）、耦合温度位移、耦合热电以及压电分析。 可以使用大多数连续体、壳和膜单元对交界面域进行建模。

此 FSI 功能的目标应用不包括：

• 频率域 FSI 问题（包括声振和气动声学）。 此类问题使用频率域方法处理更高效，但不适合分区求解方法。 Abaqus 声学功能适用于此类问题。 协同仿真不支持 Simcenter STAR-CCM+ 中的谐波平衡方法（频率域分析）。
• 使用桁架、梁以及被液体浸湿的任何专用单元进行建模的结构。

  此类离散会导致流体域的几何理想化不一致。 如果模型中存在此类结构单元，则它们必须链接到其他明确定义实际润湿表面的结构单元。 然后，导入和导出数据可映射到此润湿表面，或者从此润湿表面映射到 Simcenter STAR-CCM+ 中的相应表面。

• 涉及注塑、铸造、材料凝固和超塑性成型的问题。

  如果流体结构交界面在模拟过程中发生改变，则上述应用不适合采用 FSI 方法。 可以采用 Abaqus Interface for Moldflow（有关详细信息，请参见《Abaqus Interface for Moldflow 用户指南》）。

• 涉及爆破、渗透和碎片的问题。

  在这些应用中，结构变形可能会导致单个流体域分为多个域。

• 涉及多孔介质流的问题，需考虑介质的精细内部结构的耦合效应（特别是在流体域和固体域均重叠时）。

  允许使用适用于 Simcenter STAR-CCM+ 区域的集总参数多孔阻力模型，但此模型仅影响 Simcenter STAR-CCM+ 计算的流体域。 同样，可以使用 Abaqus/标准中的耦合孔隙流体扩散/应力过程模拟固体域的多孔介质。

本章介绍如何结合使用协同仿真方法与 Simcenter STAR-CCM+ 和 Abaqus 求解 FSI 问题。 有关使用 Abaqus 的常规信息，请参考《Abaqus 分析用户指南》。