流固耦合计算中耦合面的检查方法

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流固耦合计算中耦合面的检查方法
MSC Nastran内声场模块，普遍采用流固耦合算法，预测驾驶员耳畔的声压级。流固耦合的定义，采用卡片：ACMODL。这个卡片的参数中，影响耦合面的参数包括：

• NORMAL：流体法向容差
• INTOL：负向容差
• SKNEPS：流体耦合面扩展容差
  
  

耦合计算中，耦合的结构单元数量，由一个长方体的搜索方块确定。搜索方块的尺寸大小，由上述3个参数确定，具体见下图：

其中，L是流体单元面的最小边长，D是流体面的对角线长度。

判断结构单元是耦合面，取决于结构单元的中心，是否落在搜索方块内。耦合面确定后，会生成耦合面矩阵，该矩阵基于结构和流体面之间的相互关系，进行加权。具体包括：

• 面积关系
• 角度关系
• 距离关系
  
  
  

为了耦合面的输出，方便客户检查，MSC Nastran支持多种方法检查：
1）耦合面输出至Punch文件

• 方法：在数据卡片部分增加参数卡片：param,skinout,punch
• 示例：
  
  
  

1. 增加参数卡

2. 输出punch格式结果

图 1  耦合面流体单元

图 2  耦合面结构单元

图 3  耦合面流体节点

图 4  耦合面结构节点

2）耦合面打印输出至f06文件

• 方法：在数据卡片部分增加参数卡片：param,skinout,print
  
  
  

1. 增加参数卡

2. 输出打印格式结果

图 5耦合面流体单元

图 6耦合面结构单元

针对耦合面的图形显示，MSC Nastran和Patran相互结合，可以实现耦合面在Patran的显示，步骤如下：
1)  在Patran安装目录下，找到运行文件perl.exe，例如：
     D:\MSC.Software\Patran_x64\20130\Perl_msc\bin\perl.exe
2)  在Patran安装目录下，找到专门的脚本文件acnaspat.pl，例如：
     D:\MSC.Software\MSC_Nastran\2013.1.1\msc20131\util\acnaspat.pl
3)  将生成的punch文件，拷贝至与acnaspat.pl相同的目录，例如：
     D:\MSC.Software\MSC_Nastran\2013.1.1\msc20131\util\
4)  运行转换命令，格式为：perl acnaspat.pl punch文件，例如：

5)  命令运行后，在punch文件相同的目录，会产生session文件（后缀为ses），例如：

在Patran中，读入该session文件，就会自动将耦合面分为2个组：
1）流体组

• 名称包括_fluid字符
• 包括耦合面的流体单元和节点
  
  
  
  
  

2）结构组

• 名称包括_structure字符
• 包括耦合面的结构单元和节点
  
  
  
  

wangmeng201104

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孔雀东南飞

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