热固耦合算法介绍

　　随着人们对发动机小型化、大功率要求的不断提高，发动机紧固件的热负荷明显增大。排气歧管是发动机的主要受热零部件，其与高温排气直接接触，温度较高，工作环境十分恶劣，尤其是在由于高温而产生的热应力的反复作用下而形成的热疲劳，容易造成歧管出现裂纹，甚至断裂。因此，对发动机排气歧管热负荷的研究正变得越来越重要。本文将基于热固耦合算法，对某发动机排气歧管进行热负荷分析。

　　热固耦合算法介绍

　　热固耦合是指热力学与固体力学的交叉，它主要研究变形固体在热场作用下的各种行为以及固体位形对热场的影响。热固耦合分析首先是通过CFD软件(本文使用FIRE)对排气歧管的内外流场进行分析，然后对CFD结果进行时域平均，并将结果映射到FEM网格上，最后进行FEM分析(使用Abaqus)，得到排气歧管的温度场，并计算其热应力。

　　由于FEM计算需要的热边界是一个稳态数值，而内流场的CFD计算则是一个瞬态值，因此必须首先将瞬态计算结果进行时域平均，才能赋值于FEM计算。

　　摘自弗戈工业在线