Abaqus 间接耦合(Co-simulation)
Abaqus间接耦合技术是指耦合多物理场时，协同多个求解程序同步求解，比如常提到的流固耦合FSI(Fluid-structure Interaction)就主要用于求解气流-结构的热交互、水流-结构的力交互。
实现Abaqus间接耦合多物理场，是同时调用多个Abaqus求解程序，以及第三方程序，比如流-固耦合，即同时调用Abaqus/Standard或Abaqus/Explicit和Abaqus/CFD或Fluent等，所以求解可以是线性或非线性、稳态或瞬态。
注意
相同物理场，也可使用间接耦合，即多区域协同求解方法，比如：Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit协同仿真求解大变形问题，使用Abaqus/Explicit求解变形大难收敛区域，而用Abaqus/Standard求解变形小易收敛区域，以加快求解速度。
01
间接耦合原理
间接耦合是基于分域求解，即多物理场域之间通过接触区交换数据，实现Abaqus和耦合程序协同求解。在协同求解中，一个物理场的域变化可能影响到其他物理场域的响应，比如图1所示流(气体)-固耦合中，空气流动对结构施加压力，引起结构变形，同时结构变形也会影响空气流速。
图1 流-固耦合示例
Abaqus提供两种间接耦合的协同求解：协同仿真引擎(Co-Simulation Engine)和基于网格并行代码的耦合接口(MpCCI, Mesh-based parallel Code Coupling Interface)。
注意
MpCCI与众多仿真软件有数据交换接口，如Fluent、Flux、Abaqus、ANSYS、MD Nastran、NUMECA、STAR-CD、STAR-CCM+、MSC.Marc等。
02
间接耦合强度
间接耦合主要适用于多物理场之间具有明显界线的情况，各物理场独自求解仅通过接触交换数据。
大多数情况下，间接耦合是双向耦合，比如图1所示的流-固耦合，流体流动会对结构施加压力，引起结构变形，同时结构变形也会对流体流速造成影响。
少数情况，间接耦合多物理场的强度相对较弱。比如，电磁-结构耦合中，电磁力对结构的响应较大，但相反，结构变形对电磁力影响甚微，则可假设成电磁→结构单向耦合。
03
Abaqus/CFD
基于Abaqus/CAE的前后处理，日趋成熟的Abaqus/CFD已完全具备计算流体动力学(Computational FluidDynamics)能力，能够求解具有以下特征的不可压缩流-热(Fluid-Thermal)、流-固(Fluid-Structural)等问题：层流或湍流(Laminar or Turbulent)、稳态或瞬态(Steady-state or Transient)、图2所示内流或外流(Internal or Externalflows)、热传导(Thermal convective)、网格变形(Deforming-mesh ALE)等。
针对任意控制体积的稳动量守恒方程可表达为
式中，V为任意控制体积，其表面积为S；n为表面S的外法向；р为流体密度；P为压强；v为速度矢量，f为体积力；τ为黏性剪切应力。
而针对能量守恒的温度传递可表达为
式中，Cp为压强P下的比热；θ为温度；q为热流密度；r为每单位体积外部供热。
图2内流或外流
在Abaqus/CAE的Step模块调用流体分析：Create Step→General：Flow。
文章来源：精准CAE部落
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