多物理场耦合分析

面向复杂多物理场工程问题,提供热-结构、流-热、流固、声固等多物理场耦合仿真分析服务。

服务概述

多物理场耦合分析用于研究结构、温度、流体、声学等不同物理场之间的相互作用,可用于解决单一物理场分析难以准确描述的复杂工程问题。

GMCAE 面向产品研发、设计验证及复杂工程问题,提供热-结构、流-热、流固、声固等多物理场耦合仿真分析服务。根据不同物理场之间的作用关系,可采用顺序耦合、单向耦合或双向耦合等分析方法,对产品在真实工作环境下的综合响应进行评估。

分析内容

根据产品结构、物理场类型及工程问题,可开展包括但不限于以下分析:

  • 热-结构耦合分析
  • 流-热耦合分析
  • 共轭传热分析
  • 流固耦合分析
  • 声固耦合分析
  • 温度场与结构响应联合分析
  • 流体载荷与结构响应联合分析
  • 多物理场顺序耦合分析
  • 单向耦合分析
  • 双向耦合分析
  • 多工况及复杂环境综合仿真分析

对于涉及多个物理过程的问题,可根据各物理场之间的耦合强度、数据传递方式及工程目标选择适当的耦合策略。

典型应用

多物理场耦合分析可应用于产品研发和复杂工程问题分析中的多种场景,例如:

  • 温度变化引起的结构热应力与热变形分析
  • 电子及电气设备流动散热分析
  • 设备内部流场与温度场联合分析
  • 高温环境下结构性能评估
  • 流体压力作用下的结构响应分析
  • 流体与柔性结构相互作用分析
  • 结构振动引起的声辐射分析
  • 声场与结构振动相互作用分析
  • 冷却系统流动与换热性能分析
  • 多物理场作用下的产品性能与可靠性评估

技术能力

根据项目需求,可开展从单物理场模型建立到耦合计算及综合结果评估的完整分析工作,包括:

  • 多物理场分析方案制定
  • 不同物理场计算模型建立
  • 多物理场网格及模型处理
  • 材料及多物理场参数定义
  • 不同物理场边界条件建立
  • 场数据映射与载荷传递
  • 顺序耦合分析
  • 单向耦合分析
  • 双向耦合分析
  • 共轭传热计算
  • 流固耦合计算
  • 声固耦合计算
  • 多物理场结果联合后处理
  • 综合性能评估与工程判断

对于复杂耦合问题,可根据物理过程的时间尺度、耦合强度、计算规模及分析目标,对模型、数据传递方式和求解流程进行合理设计。

服务流程

典型项目通常按照以下流程开展:

  1. 明确工程问题及涉及的主要物理场
  2. 分析各物理场之间的作用关系
  3. 收集几何模型、材料参数及工况数据
  4. 确定耦合方式及分析流程
  5. 分别建立并验证各物理场计算模型
  6. 建立场数据映射及耦合关系
  7. 完成多物理场耦合计算
  8. 提取并综合评估关键结果
  9. 分析不同物理场之间的相互影响
  10. 提交分析结果及技术报告

具体分析流程可根据耦合类型、模型规模、计算精度及项目要求进行调整。

交付内容

根据项目需求,通常可提供以下技术成果:

  • 多物理场耦合分析模型
  • 各物理场计算模型及相关数据
  • 场数据映射及载荷传递结果
  • 温度、流场、结构或声学等计算结果
  • 多物理场联合后处理结果
  • 关键区域及关键参数响应评估
  • 不同设计方案对比结果
  • CAE 仿真分析报告
  • 必要的设计改进及工程建议

具体交付内容根据项目范围及双方约定确定。

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