流固耦合|10热应力单向耦合案例

导读：T形管的单向热应力分析。

T形管内部，冷热流体流动混合，计算固体承受的热负荷，并且同时考虑流动压力。

采用两种方法：

• 方法1：Fluent将计算结果（表面载荷）传递给Mechanical中的Steady-State Thermal模块，再将计算结果传递给Mechanical模块去计算热应力。该方法适用于在fluent中计算的模型只有流体区域。
• 方法2：Fluent直接将计算得到的力跟体温度传递给Mechanical。该方法适用于在fluent中共轭传热，计算区域包含流体区域跟固体区域。

基于Steady-State Thermal模块采用Fluent的表面载荷。

准备

• 复制T_Junction_1way.wbpz文件并创建工作目录

• 打开wokbench（版本2022R2），在菜单栏中点击Open，选择工作目录中的T_Junction_1way.wbpz文件。打开文件后，文件包括已经计算完成的Fluent模块

• 拖动Steady-State Thermal模块，并链接A5单元

• 右键B6单元，选择Transfer Data to New > Static Structural，如下图所示：

• 将Fluent的A5单元链接到MEchanical的C5单元，操作后，来自Fluent的流体压力和来自Thermal模块的固体温度都将作为载荷出现在Mechanical

工程数据设置

• 双击 B2（Engineering Data）
• 右键材料库中Structural Steel，并进行复制
• 重命名Structural Steel 2为Steel
• 点击“Filter Engineering Data”，并修改材料数据：
• Density = 8030 kg m^-3
• Isotropic Thermal Conductivity = 16.27 W m^-1 C^-1
• Specific Heat = 502.48 J kg^-1 C^-1

Thermal设置

• 双击B4进入SteadyState Thermal
• 右键Geometry下的Fluid选择Suppress Body
• 选择"NutsBolts"并在底部详细信息面板中，为分配项选择steel
• 相应的，将Solid的材料也设置为steel
• 选择结构树上的Mesh，设置Resolution为
• 右键Mesh点击Generate Mesh