18.2.2 载荷传递分析
载荷传递方法包含了两个或多个分析,每一个分析都属于一个不同的场,通过将一个分析的结果作为载荷施加到另一个分析中的方式耦合两个场。载荷分析有不同的类型。
1.载荷传递耦合方法-ANSYS多场求解器
ANSYS多场求解器可用于多类耦合分析问题,它是一个求解载荷传递耦合场问题的自动化工具,取代了基于物理文件的过程,并为求解载荷传递耦合物理问题提供了一个强大、精确、易使用的工具。每一个物理场都可视为一个包含独立实体模型和网格的场。耦合载荷传递要确定面或体。多场求解器命令集使问题成形,并定义了求解先后顺序。通过使用求解器,耦合载荷会自动在不同的网格中传递。求解器适用于稳态、谐波以及瞬态分析,这要取决于物理需求。以顺序(或混合顺序同步)方式可以求解许多场。ANSYS多场求解器的两种版本是为了不同应用场合而设计的,它们拥有不同的优点及程序。
1)MFS-单代码:基本的ANSYS多场求解器,如果模拟包含带有所有物理场的小模型时可以使用。这些物理场包含在一个软件包内(如ANSYS多场)。MFS-单代码求解器使用迭代耦合,其中每一个物理场要顺序求解,并且每一个矩阵方程要分别求解。求解器在每个物理场之间迭代,直到通过物理界面传递的载荷收敛为止。(https://www.daowen.com)
2)MFX-多代码:高级ANSYS多场求解器,用于模拟分布在多个软件包之间的物理场(如在ANSYS多场和ANSYS CFX之间)。MFX求解器比MFS版本提供了更多的模型。MFX-多代码求解器使用迭代耦合,其中每一个物理场可以同时求解,也可以顺序求解,而每一个矩阵方程要分别求解。求解器在每一个物理场之间迭代,直到通过物理界面传递的载荷收敛为止。
2.载荷传递耦合分析-物理文件
对于一个基于物理文件的载荷传递,必须使用物理环境明确地传递载荷。这类分析的一个例子是顺序热-应力分析,其中热分析中的节点温度作为“体力”施加到随后的应力分析中。物理分析基于一个物理场中的有限元网格之上。要创建用于定义物理环境的物理文件,这些文件形成数据库,并为一个给定的物理模拟提供单一网格。一般过程为读入第一个物理文件并求解,然后读入下一个物理场,确定将要传递的载荷并求解第二个物理场。使用LDREAD命令连接不同的物理环境,并将第一个物理环境中得到的结果数据作为载荷,通过节点-节点相似网格界面传递到下一个物理环境中求解。也可以使用LDREAD从一个分析中读取结果并作为载荷施加到随后的分析中,而不必使用物理文件。
3.载荷传递耦合分析-单向载荷传递
可以通过单向载荷传递的方法耦合流-固相互作用的分析,这种方法要求确定流体分析结果并没有严重影响固体载荷,反之亦然。ANSYS多物理分析中的载荷可以单向地传递到CFX流体分析中,或者CFX流体分析中的载荷可以传递到ANSYS多物理分析中。载荷传递发生在分析的外部。