Star-ccm+与Abaqus的直接耦合

Star-ccm+与Abaqus的直接耦合方法2011.2.22CDAJ-China技术部张振科Abaqus与Star-ccm+耦合接口方案系统需求及设置：•安装Star-CCM+5.06或更高版本；•安装Abaqus6.10-2或更高版本；•设置如下环境变量：setSIMULIA_CSE_LIBS=abaqus_dir\release\exec\lbr;abaqus_dir\release\External;setPATH=%SIMULIA_CSE_LIBS%;%PATH%;•(在UNIX/Linux下）以如下命令启动Star-CCM+starccm+-ldlibpath$SIMULIA_CSE_LIBS/libAbaqus与Star-ccm+耦合接口方案耦合步骤1.分别建立Star-CCM+模型和Abaqus模型，保证各自单独计算正常；2.在Star-CCM+模型中进行耦合相关设置（方法见后）；3.在Abaqus模型中进行耦合相关设置（方法见后）；4.在Star-CCM+的界面中启动耦合进程；5.进行耦合计算；6.结果保存及后处理。Abaqus与Star-ccm+耦合接口方案Star-CCM+侧进行的设置・物理模型中选择co-simulation；・在Tools——co-simulaition中设置跟ABAQUS直接耦合相关的参数；・必要的话,设定网格变形(morpher）功能；耦合参数设置耦合参数设置耦合模式的选择：・STAR_LAGS・・・・ABAQUS_LAGS・・・・CONCURRENT・・・STAR-CDAbaqusSTAR-CDAbaqusSTAR-CDAbaqusAbaqus设定Abaqus模型需要进行如下编辑：・Abaqus定义耦合面・.inp编辑【.inp编辑】*Step………….*CO-SIMULATION,NAME=COSIMULATION_1,PROGRAM=Multiphysics,CONTROLS=Control*Co-SimulationRegion,type=Surface,ExportINNER,NT*Co-SimulationRegion,type=Surface,ImportINNER,CFL*CO-SIMULATIONCONTROLS,NAME=Control,CouplingScheme=Gauss-Seidel,SchemeModifier=Lead,TIMEINCREMENTATION=SUBCYCLE,TIMEMARKS=YES,STEPSIZE=100.……*EndStep传递变量STAR-CCM+与Abaqus中对应的变量变量Abaqus中变量名STAR-CCM+中变量名位移UNodalDisplacement速度VVelocity流场力CFWallShearStress,StaticPressureorAbsolutePressure温度NTTemperature热流CFLBoundaryHeatFlux薄膜热属性(对流换热系数,薄膜温度)CFILMBoundaryHeatFlux,LocalHeatTransferReferenceTemperature耦合运行方法首先在Star-CCM+中启动Abaqus：然后正常进行Star-CCM+迭代即可；注意事项不支持二维及轴对称模型；应用案例——歧管流固耦合换热Inlet:1[m/s]结构模型流体模型应用案例——歧管流固耦合换热流体模型稳态计算方法•稳态计算，流体采用ImplicitUnsteady，并取时间步长远大于特征时间尺度，本算例中取为100s；•在位移结构计算中，固体采用Static,General；在传热计算中，固体采用HeatTransfer——Steady-tate；•在传递位移的时候，Star-CCM+中在耦合设置中选择IgnoreGridFluxTerms；•每个时间步对应一次数据交换，稳态情况下一般十次交换即可收敛；计算结果示意-固体温度计算结果示意-流体计算收敛过程-固体最低温度计算应力方法建立Abaqus应力计算模型，将前面得到的温度结果文件作为载荷加载进来；注意：保持时间对应；计算结果示意-固体应力计算结果示意-塑性应变应用案例——平板模型流场几何应用案例——平板模型流场网格应用案例——平板模型固体模型计算设置•瞬态计算，流体采用ImplicitUnsteady，固体采用Dymamic,Implicit；•采用固定时间步长，时间步长取为0.01s，总时间取为1.5s；•本算例中全部流体网格参与Morpher变形，在流体网格数量较大时，建议在变形区域周围用Interface隔开，从而使仅变形区域附近网格参与Morpher变形，减少Morpher时间；计算中的流体网格计算结果-板上一点位移曲线计算结果-变形动画