从事高温结构热应力分析的工程师、航空航天/能源/化工领域多场耦合研究人员、需要掌握流-热-固顺序/双向耦合方法的CAE仿真专家。
理解热-流-固三场耦合的物理机理与数学模型。
掌握System Coupling中流-热-固三场耦合的设置与求解技巧。
能够独立完成典型热-流-固耦合问题(热交换器、高温管道、电子散热)的仿真分析。
热-流-固耦合基础理论:三场耦合的物理本质(流体传热→温度场→热应力);耦合强度的分类(弱耦合/强耦合);三场耦合的数学模型与控制方程。
System Coupling架构:System Coupling在多物理场耦合中的定位;参与耦合的求解器(Fluent/CFX、Mechanical、Thermal);耦合设置的基本流程;数据传递的控制参数。
流-热耦合(CHT):共轭传热(Conjugate Heat Transfer)的原理;流固交界面的热边界条件(耦合壁面);温度场与热通量的数据传递;流-热耦合的收敛控制。
热-结构耦合:热应力的产生机理;温度场到结构分析的载荷映射;热膨胀系数的定义;稳态热应力与瞬态热应力的求解。
流-固耦合(FSI)回顾:流体压力对结构的作用;结构变形对流场的影响;动网格与网格重构;FSI与热耦合的集成。
顺序三场耦合:顺序耦合的基本流程(流体→热→结构);各物理场间数据传递的顺序;载荷步与时间点的匹配;单向三场耦合的适用场景。
双向三场耦合:双向耦合的必要性(变形显著影响流场、温度显著影响材料属性);System Coupling中的三场迭代;耦合步长与收敛控制;计算效率的优化策略。
热-流-固耦合中的材料属性:材料属性随温度的变化(电导率、粘度、密度、弹性模量);随压力/应变的变化;材料非线性与耦合的相互作用。
热交换器耦合分析:管壳式/板式/翅片式热交换器的建模;管侧与壳侧的流-热耦合;热应力引起的结构变形;疲劳寿命的评估。
高温管道系统:管道内高温流体的流动与传热;管壁的热应力分布;热膨胀节的补偿效果;支撑结构的受力分析。
电子散热与热应力:芯片级/板级/系统级的热-流-固耦合;散热器的流-热协同设计;封装热应力的精确计算;温度循环下的焊点可靠性。
综合实战项目:典型热-流-固耦合问题(如板翅式热交换器、高温反应器、电子芯片散热)的完整仿真,包含流-热耦合、热应力计算与多场协同分析。