abaqus与fluent流固耦合
关于ABAQUS在流固耦合方面的应用
关于ABAQUS 在流固耦合方面的应用摘 要：针对ABAQUS 有限元分析软件中的流固耦合功能，简述了其中理想气体状态方程的各参数含义以及流固耦合的分析要点。
文章通过ABAQUS 仿真分析和理论数值解的对比，证明了ABAQUS 软件计算理想气体状态方程的可信性，最后介绍其在某型号弹上的分析应用。
关键词： 理想气体方程 流固耦合 ABAQUS前言随着有限元技术的发展和用户要求的提高，各大有限元软件都含有流固耦合模块，其主要用于液体、理想气体和JWL 的模拟，本文着重介绍ABAQUS 中理想气体状态方程的功能和应用。
为了验证ABAQUS 理想气体状态方程模拟气体压缩的正确性，首先利用其模拟简单的气体压缩过程，并获得该过程中气体的状态变化曲线（仿真曲线）；然后通过matlab 求解该模型理论上的气体状态方程，并在Matlab 上获得数值解（理论曲线）。
将仿真曲线和理论曲线进行对比，发现二者非常吻合，证明了ABAQUS 模拟理想气体状态的可信性。
在此基础上，将其用在某型号弹上的流固耦合分析。
1 理想气体方程的参数含义在ABAQUS 有限元分析软件中，气体压缩方程为：()a z p p R ρθθ∆+=- (1)其中：p ∆：气体压强的增量，初始增量为零，ODB 文件输出的压强a p ：初始的气体压强，标准大气压为51.01310⨯Paρ：气体密度，这里设为31.17/kg mR ：气体常数，这里为287θ：气体温度，初始温度设为20℃，ODB 文件输出的温度z θ：绝对温度的零值，这里为-273℃在分析时，需要在定义系统的绝对零度值，如图1所示图1 定义系统的绝对零度2 ABAQUS 仿真建立如图2所示的装配图，气体在一个封闭的环境内受到活塞的压缩。
假设整个过程没有任何能量的损失，及活塞气体和活塞之间没有热传递，且活塞以一定的速度向前运动。
图2 气体未压缩和压缩后体积的变化在设置模型过程中，活塞和气体之间的接触通过inp文件的关键字实现，经过实践证明，这样的定义方式可以有效避免气体的泄露。
基于MpCCI的Abaqus和Fluent流固耦合案例1
CAE联盟论坛精品讲座系列基于MpCCI的Abaqus和Fluent流固耦合案例主讲人：mafuyin CAE联盟论坛总监摘要：通过MpCCI流固耦合接口程序，对某薄壁管道流动中的传热过程进行了Abaqus和Fluent相结合的流固耦合仿真分析。
信息介绍了从建模、设置到求解计算和后处理的全过程，对相关研究人员具有参考意义。
1 分析模型用三维建模软件solidworks建立了一个管径为1m的弯管，结构尺寸如图1a所示，管的结构如图1b所示，流体的模型如图1c所示。
值得注意的是，由于拓扑特征的原因，这样的管壁模型无法通过对圆环扫略直接生成，而需先通过对大圆的扫略生成实心的模型(类似于流体模型)，然后进行抽壳得到管壁的模型。
用同样的方法对大圆半径减去管壁厚度的圆进行扫略得到流体模型。
a. 尺寸关系b. 管壁结构c. 流体模型图1. 几何模型示意图图2. 流固耦合传热分析模型示意图内壁面(耦合面)速度入口v=6m/s; T in=600K外壁面压力出口P=0Pa；T out=300K由于管壁结构和流体的热学行为不同，传热系数等都不一样，所以属于典型的流固耦合传热问题，热学模型如图2所示。
即管的一端为流体速度入口，一端为压力出口，给定流体外壁面一个初始温度600K，流体入口速度为6m/s，温度为600K，出口相对大气压力为0Pa，出口温度为300K。
需要求解流体和管壁的温度场分布情况。
2 流体模型将图1c的流体模型以Step格式导入Fluent软件通常使用的前处理器Gambit中，如图3a所示。
设置求解器为，然后划分体网格，网格尺寸为100mm，类型为六面体单元，一共生成4895个体单元，网格如图3b所示。
a. 导入Gambit软件中的流体模型b. 流场的网格模型图3. 流体模型及网格示意图进行网格划分后，需定义边界条件，在Gambit软件中先分别定义速度入口(VELOCITY_INLET)、压力出口(PRESSURE_OUTLET)和壁面(Wall)三组边界条件，具体参数设置在Fluent软件中进行。
abaqus与fluent流固耦合
基于MPCCI的流固耦合成功案例基于MPCCI的流固耦合成功案例（一）机翼气动弹性分析1 问题陈述机翼绕流问题是流固耦合中的经典问题。
以前由于缺乏考虑流固耦合的软件，传统的分析方法是将机翼视为刚体，不考虑其弹性变形，通过CFD软件来计算机翼附近的流场。
这个强硬的假设很难准确的描述流场的实际情况。
更无法预测机翼的振动。
MPCCI是基于代码耦合的并行计算接口，它可以同时调用结构和流体的软件来实现流固耦合。
我们通过MPCCI，能很好的预测真实情况下的机翼绕流问题。
采用ABAQUS结构分析软件来求解结构在流畅作用下的变形和应力分布，通过Fluent软件来计算由于固体运动和变形对整个流场的影响。
2 模拟过程分析顺序MpCCI的图形用户界面可以方便的读入结构和流体的输入文件。
后台调用ABAQUS和FLUENT。
在MPCCI耦合面板中选择耦合面，然后选择在相应耦合面上流体和固体需要交换的量。
启动MpCCI进行耦合。
3 边界条件设置图1 无人机模型和流体计算模型结构部分单个机翼跨度在1.5m左右，厚度为0.1m左右。
边界条件为机翼端部的固定，三个方向的位移完全固定，另一端完全自由。
在固体中除了固定端的面外，其他三个面为耦合面。
流体部分采用四面体网格，采用理想气体作为密度模型。
流体的入口和出口以及对称性边界条件如下图所示。
图2 固体有限元模型4 计算方法的选择通过结合ABAQUS和FLUENT，使用MPCCI计算流固耦合。
在本例中，固体在流场作用下产生很大的变形和运动。
在耦合区域，固体结构部分计算耦合面上的节点位移，通过MPCCI传输给FLUENT的耦合界面，FLUENT 计算出耦合区域上的节点力载荷，然后通过MPCCI传给结构软件ABAQUS。
在MPCCI的耦合面板中选择的耦合面如图所示，交换量为：节点位移、相对受力。
采用ABAQUS中的STANDARD算法，时间增量步长为0.1毫秒。
5 计算结论通过MPCCI结合ABAQUS和FLUENT，成功地计算在几何非线性条件下的气动弹性问题，得到了整个流体区域的流场分布以及结构的动态响应历程。
基于MpCCI的Abaqus和Fluent流固耦合案例
基于MpCCI 的Abaqus 和Fluent 流固耦合案例mafuyin摘要：通过MpCCI 流固耦合接口程序，对某薄壁管道流动中的传热过程进行了Abaqus 和Fluent 相结合的流固耦合仿真分析。
信息介绍了从建模、设置到求解计算和后处理的全过程，对相关研究人员具有参考意义。
1 分析模型用三维建模软件solidworks 建立了一个管径为1m 的弯管，结构尺寸如图1a 所示，管的结构如图1b 所示，流体的模型如图1c 所示。
值得注意的是，由于拓扑特征的原因，这样的管壁模型无法通过对圆环扫略直接生成，而需先通过对大圆的扫略生成实心的模型(类似于流体模型)，然后进行抽壳得到管壁的模型。
用同样的方法对大圆半径减去管壁厚度的圆进行扫略得到流体模型。
a. 尺寸关系b. 管壁结构c. 流体模型图1. 几何模型示意图图2. 流固耦合传热分析模型示意图内壁面(耦合面) 速度入口v=6m/s; T in =600K 外壁面压力出口 P=0Pa ；T out =300K由于管壁结构和流体的热学行为不同，传热系数等都不一样，所以属于典型的流固耦合传热问题，热学模型如图2所示。
即管的一端为流体速度入口，一端为压力出口，给定流体外壁面一个初始温度600K，流体入口速度为6m/s，温度为600K，出口相对大气压力为0Pa，出口温度为300K。
需要求解流体和管壁的温度场分布情况。
2 流体模型将图1c的流体模型以Step格式导入Fluent软件通常使用的前处理器Gambit 中，如图3a所示。
设置求解器为，然后划分体网格，网格尺寸为100mm，类型为六面体单元，一共生成4895个体单元，网格如图3b所示。
a. 导入Gambit软件中的流体模型b. 流场的网格模型图3. 流体模型及网格示意图进行网格划分后，需定义边界条件，在Gambit软件中先分别定义速度入口(VELOCITY_INLET)、压力出口(PRESSURE_OUTLET)和壁面(Wall)三组边界条件，具体参数设置在Fluent软件中进行。
Abaqus流固耦合仿真方法大全，总有你的菜，哪怕是佛系
Abaqus流固耦合仿真⽅法⼤全，总有你的菜，哪怕是佛系对于⼀般的流固耦合问题，Abaqus提供的仿真⽅法多种多样，最常⽤的三⼤类是：1.协同求解需要不同求解器之间进⾏通信：a.使⽤SIMULIA 协同仿真引擎b.使⽤多场耦合分析⼯具MpCCIc.使⽤Abaqus的ZAERO接⼝程序2.CEL3.SPH⽽特殊流固耦合问题，⽐如渗流（Seepage分析）、湿模态（可⽤Acoustic单元）、流体腔（Fluid Cavity）等，Abaqus也都有对应的分析⼿段。
最近问到的流固耦合问题⽐较多，这期⽂章就介绍⼀下Abaqus常⽤的三⼤类流固耦合分析⽅法。
1.协同求解a.使⽤SIMULIA协同仿真引擎⾸先要有两个model，⼀个CFD，⼀个Structure，定义耦合界⾯，并分别创建两个作业；然后通过SIMULIA协同仿真引擎引⽤两个model的作业，创建⼀个协同仿真；最后提交协同仿真任务，在模型树中可调出两个协同分析作业的监控。
Abaqus/CFD特点：能够进⾏不可压缩流体（通常认为是液体或者密度变化相对较⼩的⽓体，0≤Ma≤0.1~0.3）动⼒学分析，可以是层流或湍流（4种湍流模型）、稳态或瞬态（能够使⽤ALE变形⽹格）。
流体参数：密度、粘度、初始速度、等压⽐热容、热膨胀系数。
⼯程应⽤领域：⼤⽓扩散、汽车⽓动设计、⽣物医药、⾷品加⼯、电器冷却、模具填充等。
6.10版引⼊CFD求解器，2017版取消，因此该⽅法只能在Abaqus有限版本内使⽤：SIMULIA Co-simulation Engine简介：达索SIMULIA的多场耦合求解平台，内置于Abaqus Job模块，功能强⼤，可以⽤于耦合Abaqus不同求解器或第三⽅求解器，⽐如单独在Abaqus内可以做到：①流固耦合将⼀个Abaqus/Standard或Abaqus/Explicit分析过程与⼀个Abaqus/CFD分析过程进⾏协同；②共轭热传导将⼀个Abaqus/Standard分析过程与⼀个Abaqus/CFD分析过程进⾏协同；③电磁-热或电磁-⼒学耦合将两个Abaqus/Standard分析过程进⾏协同；④隐式瞬态分析和显式动态分析之间耦合将⼀个Abaqus/Standard分析过程与⼀个Abaqus/Explicit分析过程进⾏协同。
abaqus与fluent流固耦合
Abaqus与Fluent流固耦合什么是流固耦合？在工程学中，流固耦合是指流体和固体之间互相影响的现象。
它在许多工程领域都是非常重要的，例如航空航天、化学反应工程、海洋工程等。
在流固耦合中，流体可以影响固体的形状和运动，而固体则可以影响流体的速度和流动分布。
什么是Abaqus和Fluent?Abaqus是一款用于有限元分析的软件，它可以帮助工程师和科学家分析结构、热力学、电子力学、流体力学等领域的问题。
Fluent是ANSYS公司推出的一款用于计算流体动力学（CFD）的软件，它可以帮助用户进行流体模拟和分析。
Fluent在工业和学术领域都得到了广泛的应用。
为什么需要流固耦合？在某些工程问题中，我们需要同时考虑固体和流体的影响。
例如，飞机的机翼和风扇叶片在飞行时都会受到气流的影响。
对于这种情况，我们需要用到流固耦合分析来预测机翼或叶片的形变和应力变化，以及气流的速度和分布。
Abaqus与Fluent重叠网格法（Coupled Meshing）耦合Abaqus和Fluent之间可以通过重叠网格法来进行流固耦合分析。
这种方法可以实现固体表面的变形和流体速度场之间的相互作用。
它包括三个步骤：1.生成重叠网格在流固耦合分析中，我们需要生成重叠的网格，即一个网格同时覆盖了固体和流体的域。
这可以通过使用Abaqus或Fluent中的网格生成工具来实现。
在网格生成过程中，我们需要注意网格的质量和细密程度，以保证精度和计算效率。
2.定义边界条件在进行流固耦合分析之前，我们需要定义固定边界条件和物理边界条件。
固定边界条件是指固体的边界条件，例如支撑和约束。
物理边界条件是指流体的边界条件，例如入口速度和出口压力。
在定义边界条件时，我们需要考虑固体和流体的相互作用，以实现流固耦合的效果。
3.进行流固耦合分析在完成重叠网格和边界条件的定义后，我们可以使用Abaqus和Fluent中的耦合模块来进行流固耦合分析。
在分析过程中，Abaqus会将固体模型发送给Fluent进行流体分析，然后将流体分析结果反馈给Abaqus进行固体的力学分析。
Fluent-Abaqus流固共轭热应力分析
情形一：在fluent完成流体和固体的温度场分析，然后把固体温度场导入abaqus计算热应力。
方法一（在fluent完成结果映射）：1.在fluent同时建立流体和固体模型，进行共轭传热分析。
2.在abaqus中建立固体模型，Model—Edit_Attributes里Do_not_use…打钩，写出INP文件。
3.在fluent打开菜单File —FSI_mapping对话框，左边打开INP文件（注意长度单位），点击Read读入abaqus模型网格。
4.勾选structure分析类型，勾选Temperature，选中固体模型对应的Zone_Type和Cell_Zone名称。
5.点击Write把温度场写入新的INP文件，假定文件名为Filename。
6.在Filename.inp中只保留*Temperature关键字和后续数据行，其余全部删除，OP=New也删除，保存文档。
7.在abaqus初始step定义初始温度场（即零热应力温度场），在热应力Step中添加关键字*INCLUDE, input=filename.inp。
8.提交计算。
方法二（在abaqus完成结果映射）：1.在fluent同时建立流体和固体模型，进行共轭传热分析。
2.菜单File—export—Solution_Data，选择ASCII，选择固体区域，选择Static_Temperature，文件名后缀输入filename.csv。
3.打开filename.csv，删除第一行和第一列，保存前注意有效数字。
4.在abaqus中建立固体模型。
5.建立解析场，数据从filename.csv读入。
6.在定义温度场时引用上述解析场。
7.提交计算。
情形二：在fluent进行流体分析，在abaqus中进行热传导分析，两个软件交替进行计算。
Abaqus分析时从fluent导入表面传热系数和流体温度，fluent分析时从abaqus导入壁面温度。
abaqus与fluent流固耦合
基于MPCC的流固耦合成功案例基于MPCC的流固耦合成功案例（一）机翼气动弹性分析1问题陈述机翼绕流问题是流固耦合中的经典问题。
以前由于缺乏考虑流固耦合的软件，传统的分析方法是将机翼视为刚体，不考虑其弹性变形，通过CFD软件来计算机翼附近的流场。
这个强硬的假设很难准确的描述流场的实际情况。
更无法预测机翼的振动。
MPCCI是基于代码耦合的并行计算接口，它可以同时调用结构和流体的软件来实现流固耦合。
我们通过MPCCI能很好的预测真实情况下的机翼绕流问题。
采用ABAQU结构分析软件来求解结构在流畅作用下的变形和应力分布，通过Flue nt软件来计算由于固体运动和变形对整个流场的影响。
2模拟过程分析顺序MpCC的图形用户界面可以方便的读入结构和流体的输入文件。
后台调用ABAQUS口FLUENT在MPCCI耦合面板中选择耦合面，然后选择在相应耦合面上流体和固体需要交换的量。
启动MpCCI进行耦合。
3边界条件设置图1无人机模型和流体计算模型结构部分单个机翼跨度在1.5m左右，厚度为0.1m左右。
边界条件为机翼端部的固定，三个方向的位移完全固定，另一端完全自由。
在固体中除了固定端的面外，其他三个面为耦合面。
流体部分采用四面体网格，采用理想气体作为密度模型。
流体的入口和出口以及对称性边界条件如下图所示。
图2固体有限元模型4计算方法的选择通过结合ABAQUS口FLUENT使用MPCCI计算流固耦合。
在本例中，固体在流场作用下产生很大的变形和运动。
在耦合区域，固体结构部分计算耦合面上的节点位移，通过MPCC传输给FLUENT勺耦合界面，FLUENT计算出耦合区域上的节点力载荷，然后通过MPCCI传给结构软件ABAQU S在MPCC的耦合面板中选择的耦合面如图所示，交换量为：节点位移、相对受力。
采用ABAQU中的STANDAR算法，时间增量步长为0.1毫秒。
5计算结论通过MPCC结合ABAQUS口FLUENT成功地计算在几何非线性条件下的气动弹性问题，得到了整个流体区域的流场分布以及结构的动态响应历程。
ABAQUS渗流及流固耦合
Abaqus渗流及流固耦合分析的认识（一）当进行渗流模拟时要注意：1、由于Abaqus中缺乏非耦合的孔压单元，这时可采用耦合单元，但要约束住所有位移的自由度。
2、渗流材料参数选择。
在CAE中都是(Material-creat-other-pore fluid)选项中。
(1)Gel：定义凝胶微粒吸湿膨胀的发育过程，这在一般的岩土分析中应用不多。
(2)Moisture swelling：定义由于吸湿饱和所引起的固体骨架体积膨胀(或负吸力引起的骨架收缩)。
(3)Permeability：定义饱和介质的渗透系数，该渗透系数可以在type 选项中定义为各向同性、正交各向异性和各向异性，并且可以根据Void Ratio 定义为孔隙比的函数。
在Suboptions中选择Saturation Dependent参数来指定与饱和度相关性系数ks(s)，缺省设置为ks＝s3，而非饱和介质渗透系数k’=ksk。
选择Velocity dependence参数可以激活Forchheimer定律，缺省的是Darcy定律。
(4)Pore Fluid Expansion：定义固体颗粒与流体体积热变化效应。
(5)Porous Bulk Moduli：定义固体颗粒与流体体积模量。
(6)Sorption：定义负孔隙压力与饱和度之间的相关性。
当type=Absorption时，定义吸湿曲线，type=Exsorption时定义排水曲线。
3、载荷及边界条件(1)通过(Load-creat-step-fluid-surface pore fluid)选项定义沿着单元表面的外法线方向的渗流速度vn，当考虑降雨影响时可采用此载荷(2)边界条件(Boundary condition-creat-other-pore pressure)选项定义孔压边界条件，此时要先假定浸润面的位置，然后定义浸润面上的孔压为零，Abaqus会在后续的分析计算中自动计算出浸润面的位置。
基于mpcci的abaqus和fluent流固耦合案例1[学习]
![基于mpcci的abaqus和fluent流固耦合案例1[学习]](https://img.taocdn.com/s3/m/c39a5b0984254b35effd3469.png)
基于mpcci的abaqus和fluent流固耦合案例1[学习] CAE联盟论坛精品讲座系列基于MpCCI的Abaqus和Fluent流固耦合案例主讲人:mafuyin CAE联盟论坛总监摘要:通过MpCCI流固耦合接口程序，对某薄壁管道流动中的传热过程进行了Abaqus和Fluent相结合的流固耦合仿真分析。
信息介绍了从建模、设置到求解计算和后处理的全过程，对相关研究人员具有参考意义。
1 分析模型用三维建模软件solidworks建立了一个管径为1m的弯管，结构尺寸如图1a所示，管的结构如图1b所示，流体的模型如图1c所示。
值得注意的是，由于拓扑特征的原因，这样的管壁模型无法通过对圆环扫略直接生成，而需先通过对大圆的扫略生成实心的模型(类似于流体模型)，然后进行抽壳得到管壁的模型。
用同样的方法对大圆半径减去管壁厚度的圆进行扫略得到流体模型。
a. 尺寸关系b. 管壁结构c. 流体模型图1. 几何模型示意图压力出口内壁面(耦合面) =300K P=0Pa;T速度入口 outv=6m/s; T=600K in外壁面图2. 流固耦合传热分析模型示意图由于管壁结构和流体的热学行为不同，传热系数等都不一样，所以属于典型的流固耦合传热问题，热学模型如图2所示。
即管的一端为流体速度入口，一端为压力出口，给定流体外壁面一个初始温度600K，流体入口速度为6m/s，温度为600K，出口相对大气压力为0Pa，出口温度为300K。
需要求解流体和管壁的温度场分布情况。
2 流体模型将图1c的流体模型以Step格式导入Fluent软件通常使用的前处理器Gambit 中，如图3a所示。
设置求解器为，然后划分体网格，网格尺寸为100mm，类型为六面体单元，一共生成4895个体单元，网格如图3b所示。
a. 导入Gambit软件中的流体模型b. 流场的网格模型图3. 流体模型及网格示意图进行网格划分后，需定义边界条件，在Gambit软件中先分别定义速度入口(VELOCITY_INLET)、压力出口(PRESSURE_OUTLET)和壁面(Wall)三组边界条件，具体参数设置在Fluent软件中进行。
关于ABAQUS在流固耦合方面的应用
关于ABAQUS 在流固耦合方面的应用摘 要：针对ABAQUS 有限元分析软件中的流固耦合功能，简述了其中理想气体状态方程的各参数含义以及流固耦合的分析要点。
文章通过ABAQUS 仿真分析和理论数值解的对比，证明了ABAQUS 软件计算理想气体状态方程的可信性，最后介绍其在某型号弹上的分析应用。
关键词： 理想气体方程 流固耦合 ABAQUS前言随着有限元技术的发展和用户要求的提高，各大有限元软件都含有流固耦合模块，其主要用于液体、理想气体和JWL 的模拟，本文着重介绍ABAQUS 中理想气体状态方程的功能和应用。
为了验证ABAQUS 理想气体状态方程模拟气体压缩的正确性，首先利用其模拟简单的气体压缩过程，并获得该过程中气体的状态变化曲线（仿真曲线）；然后通过matlab 求解该模型理论上的气体状态方程，并在Matlab 上获得数值解（理论曲线）。
将仿真曲线和理论曲线进行对比，发现二者非常吻合，证明了ABAQUS 模拟理想气体状态的可信性。
在此基础上，将其用在某型号弹上的流固耦合分析。
1 理想气体方程的参数含义在ABAQUS 有限元分析软件中，气体压缩方程为：()a z p p R ρθθ∆+=- (1)其中：p ∆：气体压强的增量，初始增量为零，ODB 文件输出的压强 a p ：初始的气体压强，标准大气压为51.01310⨯Paρ：气体密度，这里设为31.17/kg mR ：气体常数，这里为287θ：气体温度，初始温度设为20℃，ODB 文件输出的温度 z θ：绝对温度的零值，这里为-273℃在分析时，需要在定义系统的绝对零度值，如图1所示图1 定义系统的绝对零度2 ABAQUS 仿真建立如图2所示的装配图，气体在一个封闭的环境内受到活塞的压缩。
假设整个过程没有任何能量的损失，及活塞气体和活塞之间没有热传递，且活塞以一定的速度向前运动。
图2 气体未压缩和压缩后体积的变化在设置模型过程中，活塞和气体之间的接触通过inp文件的关键字实现，经过实践证明，这样的定义方式可以有效避免气体的泄露。
ABAQUSCFD及流固耦合教程课件
学习交流PPT
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4、热流耦合操作与实例
1、建立几何模型 PCB板尺寸 7.8X11.6X0.16 cm 芯片尺寸 3X3X0.7 cm 发热块尺寸 1.8X1.8X0.3cm 核心尺寸 0.75X0.75X0.2cm 空气尺寸 27.8X20X12.56 cm
abaqus和Fluent的流固耦合模拟
耦合模拟为耦合模拟ABAQUS需做如下工作：l定义耦合步l定义耦合区域l定义耦合区域需要交换的物理量以上每一步骤将在下面详细叙述定义耦合步ABAQUS耦合模拟界面是和存在的ABAQUS程序联合使用的。
在你想定义的耦合步中，无论耦合情况如何，你必须先有效的载荷和边界条件。
然后你再说明需要耦合的是这步，其中的一些量需要和三方软件进行数据交换。
如下的一些过程ABAQUS是可以进行耦合分析的：l准静态应力分析l直接积分的隐式动态分析l显式动态分析l无耦合的热传导分析l全积分热应力分析与MPCCI server 数据交流始于耦合步，终于耦合步。
由于ABAQUS和其它三方软件在耦合分析过程中是实时的进行数据交换以及启动和终止三方程序，你可以在一个工作项目中只定义一个耦合步。
输入文件格式为：*CO-SIMULATION定义接触区域接触区域是系统之间的连接区域。
这个表面对于ABAQUS而言必须是单元类型的面，任何对于MPCCI支持的单元类型均可以用于耦合步。
而只有如下单元类型可以定义为接触区域，如表7.9.2-1定义耦合区域的交换量对于每个耦合区域你必须指定ABAQUS和其它三方软件进行交换的物理量，表7.9.2-2列出了可以用于交换和选择的物理量输入输出的物理量的选择取决于分析的类型，如表7.9.2-3所示输入文件的格式为：*CO-SIMULA TION,IMPORTsurface_A,quantity_I1,quantity_I2,…surface_B,quatity_I3*CO-SIMULA TION,EXPORTsurface_A,quantity_E1surface_B,quantity_E2当前节点坐标和位移因为在CFD代码中流体形状可以变化，不保持初始几何构型，所以在流固耦合（FSI）中选择当前节点坐标(COORD)，而不是选择节点位移(U)。
不管是做小变形还是大变形，COORD的定义是当前节点坐标。
[P]ABAQUS流固耦合之 增量步参数设置
![[P]ABAQUS流固耦合之 增量步参数设置](https://img.taocdn.com/s3/m/6fa1ecdd6e1aff00bed5b9f3f90f76c661374ce8.png)
[P]ABAQUS流固耦合之增量步参数设置----e0a22f3a-6ea4-11ec-a67b-7cb59b590d7d[p]abaqus流固耦合之--增量步参数设置1.ABAQUS流固耦合分析步骤参数设置（1）abaqus流固耦合分析步参数设置-basicTimeperiod是分析步骤的总时间。
例如，如果图中设置为86400s（该单位与建模时设置的系统单位一致，以下时间单位默认为秒），则认为分析步骤在86400s内完成，即24小时。
（2）editstep―incrementation，增量步的设置通常，类型选择自动选项，即，系统根据计算速度和收敛程度自动调整增量步长（fixed是一个固定的增量步骤，如果每一步设置8640，将执行10步，最终总时间为86400。
不建议使用此选项，当模型复杂时，很容易导致不收敛）maximumnumberofincrements，默认为100，模型复杂不易收敛时，可将其调大，即最大迭代次数增加（通常设置1000即足够）。
初始，初始增量步长，通常设置为时间周期的0.1~0.01倍。
如果模型具有良好的收敛性，系统将通过自动功能自动增加增量步长，以加快计算速度。
max.porepressurechangeperincrement，允许每步最大增量，该选项建议调大，例如本模型初始孔压最大值为6e5pa，则该选项可设定大于e5的数量级（设置过小，如e-5，则每步允许增量步太小，反复迭代次数过多易导致不收敛），EndStep当无法设置ExpressureChangeRateIsLessThan时，即其计算被视为最终终止。
（3）other其他选项求解非线性模型时，通常检查不对称性。
以下为网络帖子，其所遇到问题正是由于增量步设置导致（尤其最大允许增量步的设置），供参考。
2.职位1[流固耦合]abaqus流固耦合进行瞬态分析时，设定的utol是什么意义？例如，最近的模拟是注水试验过程。
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基于MPCCI的流固耦合成功案例
基于MPCCI的流固耦合成功案例
（一）机翼气动弹性分析
1 问题陈述
机翼绕流问题是流固耦合中的经典问题。
以前由于缺乏考虑流固耦合的软件，传统的分析方法是将机翼视为刚体，不考虑其弹性变形，通过CFD软件来计算机翼附近的流场。
这个强硬的假设很难准确的描述流场的实际情况。
更无法预测机翼的振动。
MPCCI是基于代码耦合的并行计算接口，它可以同时调用结构和流体的软件来实现流固耦合。
我们通过MPCCI，能很好的预测真实情况下的机翼绕流问题。
采用ABAQUS结构分析软件来求解结构在流畅作用下的变形和应力分布，通过Fluent软件来计算由于固体运动和变形对整个流场的影响。
2 模拟过程分析顺序
MpCCI的图形用户界面可以方便的读入结构和流体的输入文件。
后台调用ABAQUS和FLUENT。
在MPCCI耦合面板中选择耦合面，然后选择在相应耦合面上流体和固体需要交换的量。
启动MpCCI进行耦合。
3 边界条件设置
图1 无人机模型和流体计算模型
结构部分单个机翼跨度在1.5m左右，厚度为0.1m左右。
边界条件为机翼端部的固定，三个方向的位移完全固定，另一端完全自由。
在固体中除了固定端的面外，其他三个面为耦合面。
流体部分采用四面体网格，采用理想气体作为密度模型。
流体的入口和出口以及对称性边界条件如下图所示。
图2 固体有限元模型
4 计算方法的选择
通过结合ABAQUS和FLUENT，使用MPCCI计算流固耦合。
在本例中，固体在流场作用下产生很大的变形和运动。
在耦合区域，固体结构部分计算耦合面上的节点位移，通过MPCCI传输给FLUENT的耦合界面，FLUENT 计算出耦合区域上的节点力载荷，然后通过MPCCI传给结构软件ABAQUS。
在MPCCI的耦合面板中选择的耦合面如图所示，交换量为：节点位移、相对受力。
采用ABAQUS中的STANDARD算法，时间增量步长为0.1毫秒。
5 计算结论
通过MPCCI结合ABAQUS和FLUENT，成功地计算在几何非线性条件下的气动弹性问题，得到了整个流体区域的流场分布以及结构的动态响应历程。
图3 不同时刻的机翼变形
(二)节流阀流固耦合
阀耐实验有限公司的流体流动阀模拟（几何模型和试验值由Vernay Laboratories提供）
世界最领先的阀门公司Vernay公司，应用MpCCI结合ABAQUS和FLUENT对气阀进行优化设计。
设计目标为：在定制的工程阀上,要求在变化的入口压力条件下得到恒定的流量输出。
气阀的工作原理：在变压的入口，气流作用在阀门口的超弹性材料上，随着入口压力的增大，超弹性材料，产生很大的变形，从而逐渐缩小入口口径，这样保证通过气阀的流量是一定的。
示意如下图：
Under low pressure Under high pressure
图4 流动控制阀刨面
实际几何结构和模型如下所示
（a）（b）
图5 气阀耦合计算结构和模型
固体部分材料是超弹性材料，变形存在很大的非线性，采用ABAQUS作为流固耦合的固体耦合软件，采用C3D8RH杂交减积分单元，单元数大约是22000个。
橡胶气阀部分和外边界采用有限滑移摩擦（Finite-sliding frictional contact）。
流体部分采用FLUENT软件作为耦合的流体计算软件，采用标准的k-ε模型，四面体单元，单元数大约在233000个单元。
通过试验值和数值模拟值得比较可以，MpCCI集合ABAQUS和FLUENT有很好的预测效果。
图6 流量和入口压力关系曲线
为此，得到阀耐公司的高度评价，“Vernay是ABAQUS的长期客户。
当流体流动扮演重要作用时与流体的耦合分析将排除传统的反复切割实验的方法来开发新产品”。
（三）滑翔机机翼的空气动力学研究
图7 滑翔机结构
采用的模型是DG-1000滑翔机机翼。
Zentrum für Strukturtechnologien, ETH Zürich最先采用采用了小变形线弹性模拟了这个模型，采用MpCCI模拟大变形对气流场的影响。
模拟的目标：决定不同的机翼设计对气动性能的影响。
DG-1000滑翔机机翼具有大的机翼跨度和机身长度，机翼跨度是20米。
结构性能是柔性、低阻尼。
在计算分析中采用三种不同前倾斜角分别为-1度，-5度和-10度，如下图所示
Dehning, C., P. Post, C. Rumpler, K. Wolf, C. Ledermann, F. Hurlimann, P. Ermanni, “Fluid-Strukturkopplungen mit MpCCI,” 2004
图8 三种不同的前倾角度
由于机翼的扭转响应将随着前倾角变化而改变在机翼周围的流体流动，因此将改变其空气动力学性能。
在模拟过程中，固体耦合软件采用ABAQUS有限元软件，采用S4/S3单元，总的单元数为37000个。
考虑材料的大变形，线弹性复合材料。
流体采用FLUENT为耦合的流体计算软件，采用了723000个四面体单元，流场为不可压层流。
结论的比较如下所示
Aerodynamic forces at 140 km/h
图9 计算结果对比
分析表明，结构的变形对在和重新分布影响很大，非线性因素在这里扮演了关键角色。