ANSYS Workbench流-热-固多场耦合计算方法详解

本文摘要（由AI生成）：

本文主要介绍了ANSYS Workbench平台下的多场耦合计算功能，包括流-热耦合、流-固耦合、热-固耦合和流-热-固耦合计算。流-热耦合主要研究流体与结构之间的换热问题，流-固耦合主要研究流体流动导致结构变形，而结构变形可能会影响流体流动，热-固耦合计算主要研究结构与温度场的相互作用，流-热-固耦合计算主要研究涉及到流动、换热与结构变形同时考虑的情况。基于ANSYS Workbench平台可以实现单向和双向流热耦合计算，单向和双向流固耦合计算，单向和双向热固耦合计算，以及完全的流-热-固双向耦合计算。

目前，ANSYS版本已经更新到了2020R2，多场耦合计算功能，更加完善，操作使用更加方便，对于多场耦合根据耦合方式可以分为：

1.流-热耦合计算

流热耦合计算，主要研究流体与结构之间的换热问题。用户可以使用Fluent模块或Fluent 结构热模块 系统耦合器完成计算，基于ANSYS Workbench平台可以完成单向和双向流热耦合计算。

图 干燥器的截面温度云图

2.流-固耦合计算

流-固耦合主要研究流体流动导致结构变形，而结构变形可能会影响流体流动。基于ANSYS Workbench可以实现单向和双向流固耦合，而且可以处理结构发生大变形的双向流固耦合计算，流固耦合计算的典型应用包括，机翼颤振，管道振动，导线覆冰振动，含流体容器晃动，结构跌落入水冲击，柔性结构扰流振动等。

图 机翼颤振过程的截面速度与机翼应力云图

3.热-固耦合计算

图 简化制动器摩擦生热计算

4.流-热-固耦合计算

图 芯片与基板的温度云图

图 芯片与基板的等效应力云图

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