流热固多物理场耦合仿真高级培训大纲
培训对象
培训目标
通过本课程的系统学习，使学员全面掌握多物理场耦合仿真的核心技术与工程应用方法。学员将能够理解不同耦合方式（单向/双向、直接/顺序）的适用场景，熟练使用ANSYS Workbench平台（Fluent/CFX + Mechanical）或STAR-CCM+等工具，独立完成流-固耦合、热-结构耦合、流-热-固耦合等复杂问题的完整分析流程，具备解决实际工程难题的综合能力 -5。
培训内容
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多物理场耦合理论基础：介绍多物理场耦合的基本概念与分类：域耦合与边界耦合、强耦合与弱耦合、单向耦合与双向耦合。理解不同耦合方式的数学描述与数值算法。
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ANSYS Workbench多物理场协同平台：系统学习Workbench的项目视图管理，掌握不同物理场分析系统之间的数据传递与连接关系。学习参数化管理的设置技巧。
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热-结构耦合分析（顺序耦合）：讲解热-结构耦合的两种实现方式：直接法（热-固单元）与间接法（温度场导入）。学习稳态/瞬态热分析结果作为结构分析载荷的设置方法。通过电子散热应力案例演练完整流程。
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流-固耦合基础与单向耦合：讲解流-固耦合（FSI）的基本原理。学习单向流-固耦合的实现流程：CFD计算流场压力，将压力载荷映射到结构网格，进行结构应力分析。通过管道流致应力案例演练单向耦合。
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双向流-固耦合（System Coupling）：深入讲解双向耦合的应用场景（大变形、颤振、涡激振动）。学习System Coupling组件的设置方法：耦合步长控制、收敛判据、数据传递映射。通过柔性挡板振荡、血管流固耦合案例演练双向耦合。
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共轭传热（CHT）分析：讲解共轭传热的原理：同时求解流体区域对流换热与固体区域热传导。学习Fluent/CFX中共轭传热的设置方法：流体-固体交界面处理、热边界条件定义。通过电子芯片散热、换热器性能分析案例演练CHT。
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流-热-固三场耦合分析：综合应用前述知识，实现流-热-固三场耦合的完整流程。通过喷管热结构分析、航空发动机涡轮叶片冷却分析等典型案例，演练从热流分析到热应力分析的完整数据传递。
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动网格与网格重构技术：学习在大变形流-固耦合问题中处理网格更新的方法。掌握动网格的三种实现：铺层、弹性光顺、局部重构。通过阀门启闭、机翼颤振等案例演练动网格设置。
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耦合场中的收敛控制与故障排除：分析多物理场耦合不收敛的常见原因：时间步长不匹配、数据映射误差、物理参数突变。掌握诊断与优化技巧：松弛因子调整、子循环设置、映射精度检查。
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多孔介质与热湿耦合：介绍多孔介质中的流动与传热传质耦合分析。学习多孔介质模型参数设置，热湿耦合传输的仿真方法。通过燃料电池、干燥过程等案例演示应用。
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电磁-热-结构耦合简介：了解电磁场（焦耳热、感应加热）与热-结构场的耦合分析方法。学习Maxwell与Mechanical的联合仿真接口配置。
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综合项目实战：工程结构多场耦合分析：给定典型场景（如排气歧管热疲劳分析、机载电子设备热流固分析），学员完成从几何建模、网格划分、物理场设置、耦合计算到结果评估的完整多物理场仿真流程。
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