随着科技的发展,在众多不同的研究和工业领域,多物理场模拟的需求越来越多。流固耦合,电磁-水力动力学,热耦合,等离子体计算以及耦合制造过程等等。
大多数情况下,单一的模拟不能解决所有必要的特征。各物理场所对应优秀程序之间的耦合为终端用户提供了更灵活和接近现实的模拟方法。
取决于各自物理场的不同模拟软件之间的耦合在工业和研究领域凸现得越来越重要了。其原因是,在很多的现实应用中,不同的物理现象之间的相互作用必须进行计算模拟以获得精度更高的结果。
基于此,MpCCI (Mesh-based parallel Code Coupling Interface) 应孕而生了。MpCCI由Fraunhofer-Institute SCAI开发,它提供了独立于应用之外的接口用于解决不同模拟程序之间的耦合。
MpCCI提供了简单易用的软件平台,在这个平台上,可以实现不同物理场中两种甚至三种模拟软件之间的数据交换。总体而言,不同模拟程序所划分的网格彼此之间不完全匹配, 但MpCCI可以实现不同网格之间的数值插值。在并行情况下,MpCCI能将计算区域分配给不同的处理器 (processor)。
MpCCI允许耦合的节点之间传递各种数据:例如能量和动量的源项;物质属性,网格的性质,或者一些全局变量。复杂的数据交换过程在简单的MpCCI界面背后完成。
大多数CFD和FEA的商业软件支持用户通过程序接口进行二次开发,增加额外的变量,物理模型以及边界条件。用户定义的程序既可以通过子程序中的变量,也可以通过全局变量或者内部读写数据的模块访问商用程序内部的数据结构。MpCCI同样可以访问和交换用户定义的变量。
每次迭代或者每个时间步长之后的用户子程序作为钩子程序为MpCCI工作。
流固耦合
» | 列车的噪音对周围建筑的影响 | » | 聚合物静态混合器 | » | 活塞式压缩机的运行模拟 | » | 流体压力作用在阀门上产生的结构应力 | » | 流体诱发的结构振动(电线,高大建筑以及管束等等) | » | 自由表面 | » | 心脏阀门 |
流-固-热耦合
热固耦合
电磁-热耦合
电磁-结构耦合
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| MpCCI的与CAE软件接口 | |
| 汽车行驶过程中车身的压力分布以及顶棚的受力(STAR-CCM+与Abaqus耦合) | |
| 聚合物静态混合器中的流动以及结构变形(STAR-CD与PERMAS耦合) | |
| 轴承运转过程中轴瓦与润滑油的分析(STAR-CD与ANSYS耦合) | |
| 活塞式压缩机的运行模拟(STAR-CD与ANSYS) | |
| 排气歧管中的流动换热以及热应力(STAR-CD与Marc耦合) | | |
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