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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。
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(管道应力分析与设计、压力容器设计) DESIGN II for Windows (过程模拟软件)DIPPR (物性数据)DR Software, Inc. (MSDS管理软件)Element DataSystem (环保实验室信息管理系统) Environmental Technology Network (与环境有关的过程软件EPI Suite(与环境有关的物性估算程序包ePlantData (过程数据交换方法ESM Software(材料科学与工程软件Flavor Selector 5.0 (调味剂管理工具Fluent Inc.(CFD软件、流动和传热模拟General Algebraic Modeling System (GAMS, 数学规划软件Haddock HazCom (MSDS专业服务公司HSE Systems (MSDS软件开发以及管理服务商Hyprotech (过程模拟ImageTrak Software (MSDS管理软件开发与服务ImageWave Corporation (MSDS管理数据库和服务商InfoDyne Softwares (MSDS的建立与管理软件, 针对欧洲标准LabView(仪器编程的图形化编程环境软件Logical Technology, Inc. (环境卫生和安全EH&S软件和服务MSDSpro (MSDS和化学品管理服务MSDSystem (MSDS 管理, 搜索和修复软件OLI Systems (水溶液系统的模拟计算Pacific Simulation (造纸过程模拟PenSim v2.0(青霉素发酵批处理过程模拟软件PHOENICS (流体力学计算软件德国SIGMASOFT仿真软件FLUX电、磁、热场分析软件Reaction Design (反应、物理汽相沉积PVDSafeTrax (MSDS创建工具I-Logix Rhapsody 嵌入式仿真开发软件Scandpower AS (石油业咨询、过程模拟SGI应用于化学、生物信息学的软件、硬件产品Sim42 (公开源代码的化学过程模拟器项目Simulation Sciences IncSpotfire(决策支持软件Spotfire DecisionSiteSunrise Systems (管道流动模拟Talos (MSDS 管理软件THERIAK-DOMINO (平衡态及相图计算Virtual Materials Group, Inc. (面向过程工程的热力学应用产品开发WinSim Inc. 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(环境卫生和安全EH&S软件和服务M-Base Company (物性数据库和设计软件Madison Technical Software Inc.(热传递和物性计算软件Maximum Entropy Data Consultants (Bayesian数据分析用于信号增强MDS Sciex (质谱仪器Micromass (质谱仪器Fluent FloWizard 2.1.8一流的流体模拟工具Misys Healthcare Systems (医疗信息系统Moldflow Corporation (注塑模拟Molecular Discovery Ltd. (医药研究领域的科学软件Molecular Knowledge Systems, Inc. (物性估算Molecular Networks GmbH (计算机化学Molecular Simulation Inc. (MSIMolinspiration Cheminformatics (独立的化学信息学研究机构Molsoft L.L.C.(分子模拟和药物设计软件和信息MSDSpro (MSDS和化学品管理服务MSDSsolutions (MSDS数据库和软件工具MSDSWorld (MSDS 发行管理服务NuGenesis Technologies Corporation (药物发现数据管理平台)O-Matrix (卡尔曼滤波Kalman filters)OpenEye (快速计算分子的静电性质、形状)(部分)PerfumersWorld Ltd.(为芳香剂和香料专业人员提供服务)Pharma Algorithms(药物发现的软件和平台)Prous Science (医药出版商)Scandpower AS (石油业咨询、过程模拟)Schrodinger(药物相关的软件)Scientific Instrument Services, Inc. (质谱仪和气相色谱服务商)SciTegic(药物相关的软件)Selerant (配方产品管理工具, 技术数据表Technical Data Sheets, TDS创建工具) Silicon Valley X-ray Site (X射线仪器、软件等)SimBioSys (药物设计软件SPROUT)Simulations Plus, Inc.(药物相关的软件、教学模拟软件)SOLUTIONS Software Corporation (美国联邦法规、MSDS数据库等) Spotfire(决策支持软件Spotfire DecisionSite)Sunrise Systems (管道流动模拟)Synthematix, Inc. (化学合成管理工具)Thermo-Calc Software (热力学计算、合金体系扩散控制计算)Trega Biosciences, Inc.Tripos, Inc. (计算机辅助药物设计)Umetrics (实验设计、多变量数据分析)Virtual Materials Group, Inc. (面向过程工程的热力学应用产品开发) Waters Corporation (高效液相色谱、质谱)WavBox (小波变换WinSim Inc. (Windows、过程模拟软件)上海申迪软件工程有限公司（SATech）Stat-Ease, Inc.(实验设计软件)材料模拟计算算法库MAP化学工程进展CEP的化工软件计算材料科学Mathub FEATFLOW (计算流体力学)MARVIN'S PROGRAM (表面与界面模拟)Chemical Online最新发布的化工软件ANSYS Inc. Corporate (工程模拟软件)ChemiSoft (化学工程相关软件目录)ChemSep (多组分分离过程计算软件)ESM Software(材料科学与工程软件)Moldflow Corporation (注塑模拟)OLI Systems (水溶液系统的模拟计算)Pacific Simulation (造纸过程模拟)PHOENICS (流体力学计算软件)Reaction Design (反应、物理汽相沉积PVD)Sunrise Systems (管道流动模拟)THERIAK-DOMINO (平衡态及相图计算)化学反应动力学模拟化学工程软件目录流体动力学模拟软件包FOAM 物性数据库和工程小软件各种工具软件下载试用Simfit (曲线拟合、统计分析、画图软件)过程相关的单位换算在线工具统计学数据集、软件StatLibHyperCard(苹果公司文档管理工具软件) originCAMO (实验设计、多变量数据分析) CurveExpert (数据拟合) Deconvolution and Entropy Consulting EXPGUI (结构分析系统图形用户界面) Numerical Recipes (数值分析方法库) Statistical DesignsUmetrics (实验设计、多变量数据分析)化学标记语言CML化学反应动力学模拟数据处理、图形显示及编程工具IGORMaterials Studio最强大的材料模拟软件Discovery Studio药物发现的崭新平台InsightII最权威的生物分子模拟软件Catalyst基于药效团的药物设计软件Cerius2著名的药物设计软件Thomson Pharma医药信息平台Horizon Global 原料药竞争情报数据库分子模拟、化学信息学、生物信息学软件Accelrys化学信息学软件MDL化学信息学软件Thomson实验室信息管理系统Thermo热力网络及换热器设计模拟软件HX-Net5.0,HEXTRAN8.0/8.1/8.11HeaTtPro4.4.6Chemkin3.6/3.7/4.0Intergraph Intools Engineering Suite (国际顶级仪表工程的设计软件)。
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。
北京海基科技发展有限责任公司MpCCI 安装说明2009/9/18 目录1 安装概述.................................................................................................................... 32 安装准备.................................................................................................................... 3 2.1 下载MpCCI ........................................................................................................ 3 2.2 安装位置............................................................................................................ 4 2.3 perl 解释程序..................................................................................................... 5 2.4 java 运行环境..................................................................................................... 6 2.5 用于Microsoft Windows 的OpenSSH .............................................................. 6 2.6 用于Microsoft Windows 的MpCCI-RSH .......................................................... 7 2.7 用于Microsoft Windows 的MPICH .................................................................. 73 MpCCI 软件的安装.................................................................................................... 7 3.1 用于UNIX Linux 和Microsoft Windows 的多平台安装程序......................... 7 3.2 MSI 格式的Microsoft Windows 本地安装程序............................................... 84 在无license 的情况下进行安装后的快速测试.................................................... 10 4.1 Microsoft Windows 下设置Home 目录.......................................................... 10 4.2 测试MpCCI 工作环境和Perl .......................................................................... 10 4.3 测试MpCCI 是否找到您的仿真代码.. (115)licensing.................................................................................................................... 12 5.1 获取license 文件............................................................................................. 12 5.2 安装并激活license .......................................................................................... 13 5.2.1 为Unix 配置license 管理器.................................................................... 13 5.2.2 为windows 配置license 管理器............................................................. 13 5.3 定义license 服务器......................................................................................... 15 5.4 多license 服务器............................................................................................. 16 5.5 license 服务器的测试...................................................................................... 166 配置mpcci 用户环境.............................................................................................. 16 6.1 访问远程主机.................................................................................................. 16 6.2 通过环境变量配置MpCCI .............................................................................. 187 MpCCI 安装及通讯测试.......................................................................................... 18 北京海基科技发展有限责任公司1北京海基科技发展有限责任公司2 1 安装概述请首先检查版本信息中关于安装条件与所支持的平台。
C_CMTS基础知识培训目录一、C_CMTS概述 (2)二、C_CMTS系统架构 (3)2.1 系统组成 (4)2.2 基本框架 (5)2.3 关键技术 (6)三、C_CMTS关键技术 (7)3.1 无线传输技术 (8)3.2 数据处理技术 (10)3.3 网络管理技术 (11)3.4 安全技术 (12)四、C_CMTS系统性能评估 (13)4.1 传输性能评估 (14)4.2 可靠性评估 (15)4.3 安全性评估 (17)五、C_CMTS实际应用案例 (18)5.1 城市交通控制系统 (20)5.2 医疗卫生信息系统 (21)5.3 教育信息化系统 (23)六、C_CMTS未来发展挑战与展望 (23)6.1 技术创新 (25)6.2 应用拓展 (25)6.3 行业发展策略 (27)一、C_CMTS概述它将计算机科学、通信工程、电子工程等多个领域的知识融合在一起，为用户提供高效、便捷的通信和多媒体服务。
C_CMTS基础知识培训旨在帮助学员掌握C_CMTS的基本概念、原理和应用，为进一步深入学习和实践奠定基础。
通信原理：包括数字信号处理、信道编码、调制解调、多路复用等基本原理，以及无线通信、有线通信等多种通信方式。
多媒体技术：包括图像处理、音频处理、视频处理等多媒体技术，以及流媒体传输、音视频编解码等关键技术。
网络技术：包括计算机网络、局域网、广域网等网络结构和技术，以及网络协议、网络安全等相关知识。
软件工程：包括软件开发过程、软件测试、软件维护等软件开发方法和技巧，以及软件项目管理、软件质量保证等管理知识。
硬件技术：包括计算机硬件结构、处理器、存储器、输入输出设备等硬件设备及其工作原理，以及嵌入式系统开发等相关知识。
通过C_CMTS基础知识培训，学员可以掌握C_CMTS系统的各个方面的基本知识和技能，为从事相关工作或进一步深入研究奠定基础。
随着信息技术的不断发展，C_CMTS系统在各个领域中的应用也将越来越广泛，因此具备C_CMTS基础知识的人才具有很高的市场需求和发展前景。
CFX 流固双向耦合的实现2010.6.4 精仪 设计所 王昊森○流固耦合基本问题流固耦合问题一般分为两类，一类是流‐固单向耦合，一类是流‐固双向耦合。
单向耦合应用于流畅对固体最用后，固体变形不大，即流畅的边界形貌改变很小，不影响流畅分布的，可以使用流固单向耦合。
先计算出流畅分布，然后将其中的关键参数作为载荷加载到固体结构上。
典型应用比如小型飞机按刚性体设计的机翼，机翼有明显的应力受载，但是形变很小，对绕流不产生影响。
当固体结构变形比较大，导致流畅的边界形貌发生改变后，流畅分布会有明显变化时，单向耦合显然是不合适的，因此需要考虑固体变形对流畅的影响。
两者相互作用，最终达到一个平衡状态（稳态问题中）。
比如大型客机的机翼，上下跳动量可以达到5米，以及一切机翼的气动弹性问题，都是因为两者相互影响产生的。
因此在解决这类问题时，需要进行流固双向耦合计算。
○双向流固耦合的基本方式双向流固耦合的基本思路是：分别计算流场和固体结构，然后通过中间平台交换耦合量。
每次大迭代中，分别进行一次流体计算和固体计算，并交换2次数据（每个方向各一次），直到最终收敛。
这种通过交换耦合边界的耦合量实现的双向耦合称为松耦合方式（即非耦合方程方式求解）。
（1） MPCCIMPCCI（Mesh-based parallel Code Coupling Interface）是德国法兰克福SCAI研究中心开发的针对耦合问题的工程软件。
本身没有计算功能，是作为数据交换和控制台软件存在。
具体是通过计算机内部的口通讯的监听和操作来实现数据的交换和求解器的控制。
其基本框架与CFX-ANSYS耦合方式相同。
下图为MPCCI的框架结构，示一般流固双向耦合的实现方式。
MPCCI框架结构MPCCI3.06版本可以使用ANSYS11.0以及FLUENT6.3版本。
MPCCI4.0可以使用ANSYS12.0和FLUENT12版本。
（2） CFX-ANSYS（12.0版本）CFX是集成于ANSYS中的流体计算软件，虽然功能较fluent差，但是目前只有CFX可以不借助第三方软件与ANSYS实现双向流固耦合的计算。
