额外注意事项

本章包含有关使用 AbaqusSimcenter STAR-CCM+ 执行协同仿真的详细技术信息。

导出压力负载

对于协同仿真,使用以下两个场函数中的任一个场函数可导出壁面边界上的压力负载:静压力绝对压力Simcenter STAR-CCM+ 自动将静压力导出为默认值。Simcenter STAR-CCM+ 中的绝对压力是指绝对静压,即:静压与参考压力之和。静压等于绝对压力减去参考压力,在文献中通常称为“表压”。下图说明了这些值之间的关系。

AbaqusSimcenter STAR-CCM+ 中使用一致应用的压力。在 Abaqus 中,参考压力是指结构被视为卸载(无位移)时的压力。它是绝对静压相对于参考压力(在结构中导致变形和应变)的变化。

以如何确保一致性为例,假设某圆柱体的内径 (ID) 和外径 (OD) 上均具有负载。Simcenter STAR-CCM+ 可对圆柱体内的流体进行建模。假设圆柱体的 OD 承受 1 bar 压力(大气条件),Simcenter STAR-CCM+ 参考压力为 1 bar(默认值)。如果 Simcenter STAR-CCM+ 设为将静压作为 ID 上的负载导出,然后在 Abaqus 中,对圆柱体的 OD 一致施加零负载。实际上,这意味着 Abaqus 在 OD 不需要任何负载。但是,如果 Simcenter STAR-CCM+ 设为将绝对压力作为圆柱体 ID 上的负载导出,然后在 Abaqus 中,对 OD 施加 1 bar 负载(即,值与 Simcenter STAR-CCM+ 中的参考压力相同)。

当流体速度为零时,如果圆柱体内的绝对静压为 10 bar,则将 Simcenter STAR-CCM+ 参考压力设为 10 bar 非常方便。当参考压力为 10 bar 时,如果将静压作为 ID 上的负载导出,则在 Abaqus 中,必须对 OD 一致施加 9 bar 压力负载(即,张力负载)。但是,如果选择从 Simcenter STAR-CCM+ 导出绝对压力,则在 Abaqus 中对 OD 施加 1 bar 压力负载。

对圆柱体 OD 施加压力负载(将对结构施加正确的净负载)的这一过程仅适用于不考虑厚度方向行为的单元(例如,壳单元)。如果使用固体单元对圆柱体进行建模,则对 OD 应用假想负载时会生成正确的总体负载,但圆柱体壁面的行为不正确。在这种情况下,应该针对 ID 将绝对压力导出至 Abaqus,并在 Abaqus 模型内的 OD 上应用环境压力。

模型尺寸和坐标系

不支持二维模型与轴对称模型之间的协同仿真。将二维模型表示为单位厚度或楔形单元的三维片体,并应用适当的对称边界条件。

矢量场根据 AbaqusSimcenter STAR-CCM+ 约定进行传输。第一个组分表示沿 X 轴的物理量,第二个组分表示沿 Y 轴的物理量,第三个组分表示沿 Z 轴的物理量。所有场均使用全局坐标系(Simcenter STAR-CCM+ 中的基准坐标系)传输。如果在 Abaqus 模型中应用局部坐标系,则会相应转换流入场和流出场。

AbaqusSimcenter STAR-CCM+ 模型的共存

AbaqusSimcenter STAR-CCM+ 模型可共存。可将这两个模型的流体结构交界面区域放置在空间中的相同几何位置上。确保 Simcenter STAR-CCM+ 中耦合壁面边界的范围不大于或小于 Abaqus 模型中的相应交界面。

支持的 Abaqus 单元

Abaqus 支持一阶和二阶连续体、壳和膜单元。由于映射限制,不支持已修正的四面体单元。

支持的 Simcenter STAR-CCM+ 网格单元

对于 Abaqus 协同仿真,Simcenter STAR-CCM+ 支持四面体和切割体网格单元类型,以及任意 3D 多面体网格单元类型。

已知限制

本节列出了使用 AbaqusSimcenter STAR-CCM+ 进行协同仿真的已知限制。

  • 在二进制兼容平台上运行 AbaqusSimcenter STAR-CCM+
  • 耦合边界的空间范围必须相同,即:耦合边界的范围不能大于或小于其在任一程序中的对应项。
  • 如果同时耦合双面结构的两侧,则必须为该结构的每一侧创建一个单独的表面,然后将该表面分配给流体域中的独立耦合区域。
  • Simcenter STAR-CCM+ 不支持点区域拓扑。如果 Abaqus 中存在点区域,则以串行模式运行 Simcenter STAR-CCM+ 协同仿真。