MpCCI_在流固耦合换热中的应用.pdf

目录 流固耦合换热问题流固耦合换热问题 MpCCI软件 海基在流固耦合换热方向的解决方海基在流固耦合换热方向的解决方 案 流固耦合（FSI）介绍 • 流固耦合 (FSI) 涵盖了非常广泛的涉及流体流动和结构变形 相互作用的问题 – 这种相互作用可以是热的、机械的，也可以是二者都有的 – 可以是稳态问题，也可以是瞬态问题 • 许多重要的问题都涉及到某种形式的流固耦合 –– 由于缺乏合适的求解技术由于缺乏合适的求解技术，这种耦合效应通常都被简单地忽略掉这种耦合效应通常都被简单地忽略掉。 •• 仅仅模拟单仅仅模拟单一场往往是不能满足工程需要的场往往是不能满足工程需要的，在许多时候模在许多时候模 拟单一场甚至于得出完全错误的结论 流固耦合传热问题 • 流固耦合传热问题是流固耦合问题的一个分支，主要关 注流体与固体之间的热量传递注流体与固体之间的热量传递，，还包括还包括燃烧燃烧、、辐射传热辐射传热、、 固体的导热和热变形等。 • 应用领域包括： – 核工业 • 发电机、变压器 • 冷却系统冷却系统 • 热交换器 – 汽车 • 发动机发动机、、排气歧管排气歧管、、冷却水套冷却水套 – 航空航天 • 动力推进器 • 高温热防护高温热防护 – 电子设备的冷却 – …… 流固耦合－－面临的挑战 • 对使用者的挑战 – 对工程师提出了更高的要求对工程师提出了更高的要求 • 对解算器的挑战对解算器的挑战 – 流固耦合问题类型非常丰富，单一的求解器难以满足要求 • 对硬件资源的挑战 – 流固耦合问题计算量很大 – 流体固体的时间尺度往往相差很大 MMpCCICCI ThThe SStanddardd off FSIFSI 什么是MpCCI ？ • MpCCI：Mesh‐based parallel Code Coupling Interface • MpCCI软件是由德国Fraunhofer科学计算法则研究所（SCAI ） 开发的面向多学科开发的面向多学科、多物理场的专业接口软件多物理场的专业接口软件 – Fraunhofer‐SCAI从1996年开始从事MPCCI的研究工作，并成为这一 领域的活跃领导者，推出MPCCI的前身CoCoLib和Grissli，并且得到 了大量的工程验证。 • 开发的目的就是为了向工程师们提供他们熟悉的单学科模开发的目的就是为了向工程师们提供他们熟悉的单学科模 拟程序的一个独立接口从而实现流固耦合 以MpCCI为基础的流固耦合方案的架构 MpCCI的工作原理 • 结构和流体方程独 立求解立求解，互相交换互相交换 边界条件 •• MpCCIMpCCI 自动完成耦合自动完成耦合 面上数据的插值和 传递传递