本教程演示使用 Abaqus 2021 进行协同仿真。
准备 Abaqus 模型
在本节中，您可以在 Abaqus/CAE 中准备排气歧管的模型，包括对应的 Abaqus 输入文件（*.inp）。
建议将每个应用的文件保存在空目录下的单独子目录中，方便您组织在协同仿真过程中创建的文件。
1.在工作目录中创建目录 /thermalCoSimTutorial。
2.在该目录中创建两个额外的目录：/abaqus 和 /starccm+。
协同仿真的 Abaqus 部分的文件保存在 /abaqus 中，而 Simcenter STAR-CCM+ 的文件保存在 /starccm+ 中。
如果您不熟悉 Abaqus/CAE，建议在尝试教程的本部分前，先浏览《Getting Started with Abaqus: Interactive Edition》手册（特别是第 2 部分“Abaqus Basics”）中的实例。
在 Simcenter STAR-CCM+ 安装目录中已提供使用 Abaqus/CAE 创建的输入文件副本。 如果您不希望执行涉及到准备 Abaqus 输入文件的步骤，可以直接跳到教程部分准备 Simcenter STAR-CCM+ 模型。
要完成在 Abaqus/CAE 设置模型的步骤，请转至下一节。
启动 Abaqus/CAE 并导入几何
在本教程中，提供了排气歧管的几何。将歧管几何作为零部件导入 Abaqus/CAE。
要导入几何：
1.导航至已下载教程文件的 couplingWithCaeCodes 文件夹，然后将文件 manifold.x_t 复制到 /thermalCoSimTutorial/abaqus/ 目录。
将歧管几何作为零部件导入 Abaqus/CAE：
2.启动 Abaqus/CAE。
3.在开始会话对话框中，将创建模型数据库设为使用标准/显式模型。
4.选择文件 > 导入 > 零部件...
5.在导入零部件对话框中，使用下拉列表将文件过滤器更改为 Parasolid (*.x_t*,*.x_b*,*.xmt*)。
6.导航至 /thermalCoSimTutorial/abaqus/ 目录，选择 manifold.x_t。
7.单击确定。
8.在从 PARASOLID 文件创建零部件对话框中，单击确定以接受默认的选项。
9.如果显示与不准确几何相关的警告信息，请单击 Dismiss。
在本例中，不准确的几何不影响分析，这是因为零部件是通过使用四面体单元进行网格化。
几何导入过程需要几分钟时间，导入完成后，歧管零部件会显示在视区中。
创建材料
为歧管创建材料定义，并指定热分析所需的材料特性。
一般来说，根据分析类型，您需要指定下列材料特性：
对于稳态热传递分析，您需要指定：
◦导热率
对于瞬态热传递分析，您还需要指定：
◦密度
◦比热
对于热结构分析，您还需要指定：
◦杨氏模量
◦泊松系数
◦热膨胀系数
对于稳态热传递分析，您需要指定：
◦导热率
对于瞬态热传递分析，您还需要指定：
◦密度
◦比热
对于热结构分析，您还需要指定：
◦杨氏模量
◦泊松系数
◦热膨胀系数
在您自己的案例中，您也可以视材料和分析要求指定其他属性。
由于本案例是热分析，因此您只需指定材料导热率、密度和比热。
要为本案例设置材料特性，请创建材料定义并为密度、导热率和比热指定数值，不用输入单位。在本教程中，Abaqus 使用的单位被自动设置为国际标准 (SI) 单位。
1.在模型树中，双击材料容器以创建材料定义。
2.在出现的材料编辑器中：
a.将材料命名为 GRAY CAST IRON。
b.选择一般 > 密度，并输入值 7817 (kg/m3)。
c.选择热 > 导热率，并输入值 55 (W/mK)。
d.选择热 > 比热，并输入值 446 (J/kg K)。
在 Abaqus 中，所有数值均采用相同的单位体系来计算。如果将 Simcenter STAR-CCM+ 耦合至 Abaqus，您可以在 Simcenter STAR-CCM+ 模拟中通过使用外部链接 > 链接 1 > 值 > 外部程序单位管理器节点来控制 Abaqus 使用的单位。本教程中，您使用的是 SI 单位，这与在外部程序单位管理器节点指定的默认单位一致。
3.单击确定以关闭对话。
定义并指定截面属性
依据材料创建截面，并将它分配给歧管零部件。
创建截面定义：
1.在模型树中，双击 Sections 容器。
2.在 Create Section 对话框中，将截面的名称更改为 ManifoldSection。
3.确保将几何和类型设置为 Solid 和 Homogeneous，并单击 Continue...
4.在 Edit Section 对话框中，确保将 Material 设置为 GRAY CAST IRON，并单击 OK。
5.在模型树中，展开 Parts 容器下的 manifold 项目，并双击零部件属性列表中的 Section Assignments。
6.要将截面分配给零部件，选择视区中的零部件，并单击提示区中的 Done。
7.在显示出来的 Edit Section Assignment 对话框中，确保将 Section 设置为 ManifoldSection，并单击 OK
创建分区
由于歧管几何复杂，因此创建分区来辅助网格化过程。
在定义歧管上的表面和集合之前先进行分区，以确保在定义这些特征时引用正确的面。
1.双击 Parts > manifold 容器下的 Mesh (Empty) 以切换到网格模型。
2.选择工具 > 配分...。
3.在 Create Partition 对话框中，将 Type 更改为 Cell，并选择 Method 框中的 Use n-sided patch。
4.在视区的底部，选择选项 Select Edges。
5.将鼠标指针悬停于下列屏幕截图中所示的边上：
6.左键单击选择该边；整个环被选定。
7.单击视区底部的 Create Partition，以创建分区。
在对出口截面分区后，截面在视区中以黄色显示。
8.关闭 Create Partition 对话框，并按 <Esc> 退出分区工具。
创建组件
组件包含构成最终有限元模型的所有几何。在本案例中，组件仅包含歧管几何，通过创建零部件的实例将歧管几何添加到组件。
创建实例：
1.在模型树中，展开 Assembly 容器，并双击 Instances。
2.在 Create Instance 对话框中，确保选择 manifold，保持默认选项，并单击 OK。
定义表面和集合
指定 FSI 交界面作为歧管模型的内部浸润表面，并定义两个额外的表面来指定歧管外部和凸缘的热条件。
表面和集合指定具有独有名称的模型的特定区域。它们可用于定义负载和边界条件，且必须用于协同仿真案例，以便确定流体和固体域之间的交界面。在本案例中，指定 FSI 交界面作为歧管模型的内部浸润表面，定义两个额外的表面来指定歧管外部和凸缘的热条件。创建两个集合来应用温度边界条件。
创建表面：
1.双击模型树中 Assembly 下方的 Surfaces。
2.在创建表面对话框中，将表面命名为内部，然后单击继续...。
在视区中选择模型的内部面：
3.在窗口的底部，将选择表面区域选项设置为根据角度。
4.输入角度 89，然后按 <Enter>。
5.将鼠标指针悬停在一个内部面，稍过一会儿内表面被突出显示。单击确认此选项。
6.在内部面被突出显示后，单击视区底部的 Done。
该表面在 Surfaces 容器下面显示。
7.使用以上描述的方法创建另一个表面，其名称为 FLANGES。
8.在视区中，按下 <Shift><Alt> 并单击左键以旋转歧管。按住 <Shift> 键，并单击入口凸缘底部的四个平面。
9.单击视区底部的 Done。
10.最后，创建第三个表面，其名称为 EXTERIOR。
11.在视区中，使用 <Shift>–单击操作来选择歧管零部件上的所有外部面，包括模型上不属于 FLANGES 或 INNER 表面的任何面。
12.单击 Done 以创建表面。
接下来，定义两个几何集合：
13.双击 Assembly 容器下方的 Sets。
14.在 Create Set 对话框中，将集合命名为 INLET，并单击 Continue。
15.选择各入口周围的边的连续集合，如下图所示。
16.选定这些边后，请单击 Done。
第二个集合包括整个模型，并用于定义整个歧管的初始温度：
17.使用与创建前一个集合相同的方法创建另一个几何集合，其名称为 ALL。
18.在视区中，使用下列方法选择整个模型：单击模型左侧上方的空白处，然后向右下侧拖动鼠标。
此操作会在模型周围画出一个框，当松开鼠标按钮后，框内的一切均被选定。
19.单击 Done 确认集合。
创建热传递步骤：
模型的分析步骤包括：
- 初始步骤，在此步骤中定义歧管的初始温度。
- 一般热传递步骤，该步骤定义歧管外部和法兰的对流条件，并将入口温度固定在 500K。此步骤还包括通过 SIMULIA 协同仿真引擎从 Simcenter STAR-CCM+ 中导入热通量数据。
在默认情况下，Abaqus 模型已包含初始步骤，这可通过展开模型树中的 Steps 容器来查看。
创建热传递步骤：
一般热传递步骤，该步骤定义歧管外部和法兰的对流条件，并将入口温度固定在 500K。此步骤还包括通过 SIMULIA 协同仿真引擎从 Simcenter STAR-CCM+ 中导入热通量数据。在默认情况下，Abaqus 模型已包含初始步骤，这可通过展开模型树中的 Steps 容器来查看。
创建热传递步骤：
1.双击模型树中的 Steps 窗口。
2.在 Create Step 对话框中，保持默认的步骤名称 Step-1，并从列表中选择 Heat transfer。
3.单击 Continue...
4.在 Edit Step 对话框中，设置下列属性：
| 选项卡 | 属性 | 设置 |
| 基本 | 描述 | 歧管中高温废气的模拟 |
| Response | Transient（默认） | |
| Time Period | 10000 | |
| 增量 | Type | Fixed |
| Maximum number of increments | 2000 | |
| Increment size | 250 |
5.单击 OK 以确认设置并创建该步骤。
定义初始条件
定义歧管初始温度。
使用预定义的场来指定整个歧管的初始温度：
1.双击模型树中的 Predefined Fields 容器。
2.在 Create Predefined Field 对话框中，设置下列属性：
| 属性 | 设置 |
| 名称 | InitialTemp |
| 步进 | Initial |
| Category | 其他 |
| 所选步骤类型 | 温度 |
3.单击继续...
此时必须将此预定义的场应用于模型的一个区域，在本案例中，通过 ALL 几何集合将该场应用于整个模型：
4.单击视区右下角的 Sets。
5.在区域选择对话框中，选择全部，然后单击继续...。
6.在 Edit Predefined Field 对话框中，将 Magnitude 设置为 500，并单击 OK。
定义边界条件
在热传递分析步骤中，入口对流条件和固定温度被激活。将对流属性指定为相互作用，这是因为歧管向周边传递热量。将入口温度条件指定为边界条件。
1.双击模型树中的 Interactions 容器。
2.在创建相互作用对话框中，设置下列属性：
| 属性 | 设置 |
| 名称 | SURFFILM |
| 步进 | 步数-1 |
| 所选步骤类型 | Surface film condition |
3.单击 Continue...
4.在区域选择对话框中，选择外部，然后单击继续...。
（如果区域选择对话框未自动出现，则单击视区右下方的表面...。）
5.在 Edit Interaction 对话框中，设置下列属性：
| 属性 | 设置 |
| Film coefficient | 6.667 |
| Sink temperature | 300 |
6.单击确定。
7.重复上述步骤，这一次使用下列设置：
| 属性 | 设置 |
| 名称 | SURFFILM-2 |
| 步进 | Step-1（默认） |
| 类型 | Surface film condition（默认） |
| 区域 | FLANGES |
| Film coefficient | 333.3 |
| Sink temperature | 500 |
接下来指定入口温度边界条件：
8.双击模型树中的 BCs 容器。
9.在 Create Boundary Condition 对话框中，设置下列属性：
| 属性 | 设置 |
| 名称 | Temp-BC |
| 步进 | Step-1（默认） |
| 所选步骤类型 | Temperature（默认） |
10.单击 Continue...
11.在 Region Selection 对话框中，选择 INLET，并单击 Continue...
12.在 Edit Boundary Condition 对话框中，将 Magnitude 设置为 500，并单击 OK。
网格划分
下一步骤涉及为歧管零部件定义和生成网格，该步骤在 Abaqus 内的网格模块中执行。
1.要切换到网格模块，请展开 Parts > manifold 容器，并双击 Mesh (Empty)。
歧管的颜色表明 Abaqus 用来网格化零部件的方法。目前，歧管的大部分被涂上橙色，这表明无法使用默认的网格形状来网格化该零部件。选择更为合适的网格形状，并使用自由方法来网格化该零部件：
2.单击网格模块工具栏中的
（指定网格控制）或选择网格 > 控制。
3.在视区中，按住 <Shift> 键，并选择歧管的主要部分和已分区的出口截面。当两个零部件均选定后，单击 Done。
4.在网格控制对话框中，将元素形状更改为四面体。保持默认选项并单击 OK。
5.按 Esc 退出网格控制工具。
选择歧管零部件的元素类型。在本案例中，使用 4 节点线性四面体元素：
6.单击
（指定元素类型）或选择网格 > 元素类型。
7.按以上所述的相同方法，在视区中选择歧管的两个零部件，然后单击 Done。
8.在 Element Type 对话框中，设置下列属性：
| 属性 | 设置 |
| Element Library | Standard（默认） |
| Geometric Order | 线性 |
| Family | 热传递 |
默认选定 Tet 选项卡。对话框底部显示元素选择 DC3D4。
9.单击确定。
要确定网格尺寸，请指定全局目标元素尺寸：
10.单击
（种子零部件）或选择种子 > 零部件。
11.在 Global Seeds 对话框中，将 Approximate global size 设置为0.005，然后单击 OK。
种子出现在各个模型边上。
12.单击视区底部的 Done 以确认将这些种子分配给零部件。
13.单击
（网格零部件）或选择网格 > 零部件生成网格。单击视区底部的 Yes。
14.选择 File > Save As 以保存模型数据库。
15.在出现的对话框中，导航至要保存模型的位置，输入名称 manifold，并单击 OK。
创建 Abaqus 输入文件
模型准备至此已完成，可继续写入输入文件。
创建分析作业和输入文件：
1.双击 Analysis 容器下的 Jobs。
2.在 Create Job 对话框中，将 Name 设置为manifold，并单击 Continue...
3.在 Edit Job 对话框中，将 Description 设置为 Exhaust manifold heat transfer，然后单击 OK。
该作业随即被添加到 Jobs 容器下。
4.右键单击 manifold 作业，并选择 Write Input。
对于本教程的目的而言，不需要输出历史记录。生成输入文件（不要求历史记录输出）：
5.在 warning 对话框中，单击 Yes。
在工作目录中创建文件 manifold.inp。
6.单击 Save 以保存模型数据库。
在 Abaqus 中指定协同仿真设置
向 Abaqus 输入文件添加协同仿真命令。
在 Abaqus/CAE 中创建固体模拟的最后一步是创建输入文件 manifold.inp。可以使用脚本编辑器编辑此文本文件。要为协同仿真准备 Abaqus 模型，需向输入文件中添加一组命令，以指定 Abaqus 协同仿真步骤、Abaqus 耦合表面以及由此表面导入/导出至此表面的场。
对于包含多个参数的关键字行，您可以使用逗号来分割行。如果行中的最后一个字符是逗号，则其下一行被视为该行同处一行。
1.在您选择的脚本编辑器中打开 manifold.inp 文件。
协同仿真在您先前定义的热传递分析步骤中执行。
2.向下滚动到以下列内容开头的部分：
**
** STEP: Step-1
**
文件的该部分，上至 *结束步骤包含 Abaqus 作业的历史数据，包括求解器参数、边界条件、负荷和输出。
3.要将此步骤指定为 Abaqus 协同仿真步骤，请添加以下用粗体文本显示的行：
*Output, field, variable=PRESELECT
*Output, history, frequency=0
**
*CO-SIMULATION, NAME=FSI_Thermal, PROGRAM=MULTIPHYSICS
**
*End Step
此行指定协同仿真在该步骤执行，并定义协同仿真的名称 FSI_Thermal。
4.要确认交界表面以及在协同仿真过程中导入和导出的场，请添加下列行：
*Output, field, variable=PRESELECT
*Output, history, frequency=0
**
*CO-SIMULATION, NAME=FSI_Thermal, PROGRAM=MULTIPHYSICS
*CO-SIMULATION REGION, TYPE=SURFACE, EXPORT
ASSEMBLY_INNER, NT
*CO-SIMULATION REGION, TYPE=SURFACE, IMPORT
ASSEMBLY_INNER, CFL
**
*End Step
在此处添加的第一个行表示您要在模型中确认区域，在本案例中是指一个表面，数据即从该表面导出。在下一行，此表面通过下列方式来确认：输入定义该表面时所使用的组件的名称（即 Assembly），然后输入表面的名称 Inner。表面识别符的句法是 <组件名称>_<表面名称>。下一行将导出场定义为节点温度 NT。接下来的二行使用相同的格式来指定将热流量 CFL 导入 Abaqus。
5.将文件另存为 manifold-mod.inp。
准备 Simcenter STAR-CCM+ 模型
在 Simcenter STAR-CCM+ 中为歧管内的流体创建模型。
本教程为您提供了包含预定义对象的模拟文件。 要加载初始模拟：
1.导航至已下载教程文件的 couplingWithCaeCodes 文件夹，然后将启动模拟文件 manifold-gas_start.sim 复制到 /thermalCoSimTutorial/starccm+/ 目录。
2.启动 Simcenter STAR-CCM+。
3.选择文件 > 加载...
4.在加载文件对话框中，单击浏览...
5.在打开对话框中，导航至 /thermalCoSimTutorial/starccm+/。
6.选择 manifold-gas_start.sim，然后单击打开。
7.在加载文件对话框中，单击确定。
8.将模拟另存为 abaqus_ThermalCoSim.sim。
目录
- 生成体网格
- 选择物理模型
- 定义边界条件
- 设置监视器
- 设置求解器变量
- 设置停止条件
- 创建流体速度标量场景
- 创建流体温度标量场景
- 指定协同仿真设置
生成体网格
起始模拟文件包含预定义的网格操作，会在歧管出口拉伸出一个多面体网格。
1.单击
（生成体网格）。
输出窗口中显示网格生成器的输出，并且状态栏中显示网格生成状态。
2.要可视化体网格，请创建一个网格场景。
选择物理模型
在此模拟中，需要两个物理连续体 — 一个连续体用于在 Simcenter STAR-CCM+（内部连续体）中求解的物理，一个连续体表示 Abaqus（外部连续体）中的物理。
网格生成后，Simcenter STAR-CCM+ 自动创建了流体物理连续体。选择此连续体的物理模型：
1.将连续体 > 物理 1 节点重命名为流体物理。
2.对于物理连续体，连续体 > 流体物理，按顺序选择下列物理模型：
| 组合框 | 模型 |
| 启用模型 | 三维（自动选择） |
| 时间 | 隐式非稳态 |
| 材料 | 气体 |
| 流体 | 分离流 |
| 启用模型 | 梯度（自动选择） |
| 状态方程 | 理想气体 |
| 能量 | 分离流体焓 |
| 粘滞态 | 湍流 |
| 雷诺平均纳维－斯托克斯（自动选择） | |
| 雷诺平均湍流 | K-Epsilon 湍流 |
| 可实现的 K-Epsilon 两层模型（自动选择） | |
| 两层全 y+ 壁面处理（自动选择） | |
| 壁面距离（自动选择） | |
| 可选模型 | 单元质量校正 |
| 可选模型 | 协同仿真 |
| 协同仿真模型 | Abaqus |
| Abaqus 耦合模型 | Abaqus 显式耦合 |
3.单击关闭。
要创建表示在 Abaqus 中求解的固体物理的外部连续体：
4.创建一个名为固体（外部）的物理连续体。
5.对于物理连续体固体（外部），按顺序选择下列模型：
| 组合框 | 模型 |
| 可选模型 | 外部连续体 |
| 外部连续体 | 外部应用（自动选中） |
| 外部应用 | Abaqus |
| 时间 | 隐式非稳态 |
| 可选模型 | 三维表面（自动选择） |
激活协同仿真模型时，Simcenter STAR-CCM+ 会将协同仿真链接添加到模拟树的外部链接 > 链接 1。链接表示与外部应用的连接，并可用于定义协同仿真设置。将此链接与表示 Abaqus 的外部连续体相关联：
6.选择外部链接 > 链接 1 > 条件 > 外部连续体节点，然后将连续体设为固体（外部）。
定义边界条件
指定歧管入口的流体温度、流体速度和湍流设置。
进入歧管的气体的速度 10 m/s，温度为 500 K。在入口边界节点下指定这些边界条件，并选择不同的湍流规格。
要设置边界条件：
1.编辑区域 > 流体 > 边界 > 入口节点。
2.设置下列属性：
| 节点 | 属性 | 设置 |
| 物理条件 | ||
| 湍流指定 | 方法 | 强度 + 特征长度 |
| 物理值 | ||
| 静态温度 | 值 | 500 K |
| 速度幅值 | 值 | 10 m/s |
3.保存模拟。
设置监视器
默认情况下，Simcenter STAR-CCM+ 会生成一个残差绘图用于监视求解的收敛。通过创建其他监视器来帮助评估求解的收敛程度也是十分有用的方法。监视流体区内靠近固体/流体交界面的点的温度。
1.单击图形窗口中的网格场景 1 选项卡。
2.右键单击衍生零部件节点，然后创建具有以下属性的新的点探测：
| 属性 | 设置 |
| 输入零部件 | [流体、表面拉伸器]（默认） |
| 点 | [0.251, 0.107, -0.0405] m |
| 显示 | 没有显示器 |
3.单击创建，然后单击关闭。
使用此点监视流体内的温度。您在创建监视器前，请首先创建报告。在本例中，使用“最大值”报告：
4.右键单击报告节点，然后选择新报告 > 用户 > 最大值。
5.将报告 > 最大值 1 节点重命名为温度点。
可为所有衍生零部件和边界创建报告。在本案例中，选择点：
6.编辑报告 > 温度点节点，然后设置下列属性：
| 属性 | 设置 |
| 场函数 | 温度 |
| 零部件 | 衍生零部件 > 点 |
| 平滑值 | 已激活 |
报告设置至此已完成，接下来可根据此报告创建监视器和绘图。
7.右键单击温度点节点，并选择根据报告创建监视器和绘图。
监视器和绘图分别命名为温度点监视器和温度点监视器绘图。
设置求解器变量
设置求解器参考数以指定模拟时间步，并显示与 Abaqus 交换的数据的详细输出。
对固体和流体域中温度变化的响应时间相对缓长，因此指定较大的时间步。 在此协同仿真中，数据在每个时间步上在 Simcenter STAR-CCM+ 和 Abaqus 之间交换。
1.选择求解器 > 隐式非稳态节点，并将时间步设为 250 s。
2.保存模拟。
设置停止条件
设置最大物理时间，并根据温度点监视器创建其他停止条件。
在本教程中，协同仿真在 40 个时间步内收敛，因此使用最大物理时间来实施此限制：
1.选择停止标准 > 最大物理时间节点，并将最大物理时间设置为 10000 s。
注意：最大物理时间不需要与 Abaqus 中的“Time Period”设置匹配。 在协同仿真过程中，您可以使用两个应用中的任何一个来终止运行，具体情况取决于指定的停止标准。
在模拟的最初阶段，您可以认为 Simcenter STAR-CCM+ 所要求的内部迭代的次数比较高，这是因为 Simcenter STAR-CCM+ 在有效地求解流体内的初始稳态求解。 但随着模拟的推进，由于求解以更快的速度收敛，因此每个时间步的内部迭代次数减少。 要加快协同仿真的进度，可手动减少内部迭代次数（方法是观察温度监视器并调整最大内部迭代停止标准）或使用额外的停止标准。 下面说明后一种方法。
根据温度监视器创建停止标准，以便在温度求解在每个时间步已达到收敛时，Simcenter STAR-CCM+ 停止迭代。 增大“最大内部迭代次数”停止标准的迭代次数，以便在初始步骤中执行足够的迭代次数：
2.复制监视器 > 温度点监视器节点，并将其粘贴到监视器节点上。
3.将温度点监视器 2 重命名为温度点监视器迭代。
4.选择温度点监视器迭代节点，并将触发器设置为迭代。
5.右键单击温度点监视器迭代节点，并选择根据监视器创建停止条件。
在停止条件节点下创建名为温度点监视器迭代条件的新节点。
每次迭代的温度变化小于 0.05 K 时，就可认定温度求解已收敛。要指定渐定停止标准：
6.编辑停止标准节点，并设置下列属性：
| 节点 | 属性 | 设置 |
| 最大内部迭代 | 最大内部迭代 | 60 |
| 温度点监视器迭代标准 | 标准选项 | 渐进 |
| 渐进极限 | 已标准化 | 禁用 |
| |最大–最小| | 0.05 K |
7.保存模拟。
创建流体速度标量场景
使用标量场景显示歧管平面截面的速度幅值。
1.创建标量场景。
2.将场景 > 标量场景 1 节点重命名为 Fluid Velocity(流体速度)。
3.右键单击衍生零部件节点，然后创建具有以下属性的新平面截面：
| 属性 | 设置 |
| 输入零部件 | [流体、表面拉伸器]（默认） |
| 原点 | [0, 0, 0] m |
| 法线 | [0, 0, 1] m |
| 显示 | 没有显示器 |
4.单击创建，然后单击关闭。
5.编辑场景 > 流体速度 > 轮廓 1 > 零部件节点。
6.在选择对话框中，取消选择区域，然后选择衍生零部件 > 平面截面。
7.单击确定。
8.编辑场景 > 流体速度节点。
9.设置下列属性：
| 节点 | 属性 | 设置 |
| 标量 1 | 轮廓样式 | 平滑填充 |
| 零部件 | 零部件 | 衍生零部件 > 平面截面 |
| 标量场 | 函数 | 速度 > 幅值 |
10.单击 
（保存-恢复-选择视图），并选择视图 > -Z > 上 +Y。使用鼠标放大截面，然后将其放置于场景的中心。
要在标量场景中显示求解时间，请添加注释：
11.展开工具 > 注释节点。选择求解时间节点，将其拖动到标量场景。释放鼠标按钮以将注释添加到场景。
12.单击注释，将其拖动到下图所示的位置。
13.保存模拟。
创建流体温度标量场景
创建第二个标量场景，以显示平面截面流体温度。
由于许多设置与流体速度场景的设置相同，因此使用该场景的副本作为起点。
1.复制场景 > 流体速度节点，并将其粘贴到场景节点。
2.将流体速度的副本节点重命名为流体温度。
3.选择场景 > 流体温度 > 标量 1 > 标量场节点，然后将函数设为温度。
场景如下所示。
4.保存模拟。
指定协同仿真设置
使用 Abaqus 准备协同仿真的模拟。
在 Simcenter STAR-CCM+ 中，协同仿真的属性在协同仿真链接中创建。这包括 Abaqus 输入文件的位置的详情、定义流体结构交界面的边界、在各耦合步骤中交换的场。
激活 Abaqus 协同仿真模型时，Simcenter STAR-CCM+ 自动添加协同仿真链接，外部链接 > 链接 1。
如果跳过涉及准备 Abaqus 输入文件的部分，可以在 Simcenter STAR-CCM+ 安装中找到 manifold-mod.inp 文件的副本。在进行后续操作之前：
- 导航至已下载教程文件的 couplingWithCaeCodes 文件夹，然后将文件 manifold-mod.inp 复制到 /thermalCoSimTutorial/abaqus/ 目录。
如需指定流体壁面为耦合边界：
1.展开区域 > 流体 > 边界 > 流体壁面节点。
2.编辑物理条件 > 外部程序耦合指定节点，并将外部程序耦合指定设为链接 1：区域 1。
要指定启动 Abaqus 的详细信息：
3.展开外部链接 > 链接 1 > 条件节点，然后设置下列属性：
| 节点 | 属性 | 设置 |
| Abaqus 版本 | 版本 | 2021（默认） |
| 加载合作伙伴库选项 | 选项 | 指定库文件 |
4.编辑链接 1 > 值节点，然后设置以下属性：
| 节点 | 属性 | 设置 |
| Abaqus 执行 | 输入文件 | 指定 Abaqus 输入文件 manifold-mod.inp 的路径和名称。 例如，如果您的工作目录为 /thermalCoSimTutorial/starccm+ 而且您的输入文件包含在文件夹 /thermalCoSimTutorial/abaqus 中，则可输入 ../abaqus/manifold-mod.inp。 |
| 可执行名称 | 指定用于启动 Abaqus 的命令的路径和名称，例如，/[Abaqus INSTALL_DIR]/Commands/abaqus。 Abaqus 可执行文件的路径取决于 Abaqus 安装情况。 | |
| Abaqus 库 | Abaqus 库 | 指定 Abaqus 协同仿真库文件的路径和文件名。 在 Linux 上，所需的库文件是 libABQSMACseModules.so；在 Windows 上是 ABQSMACseModules.dll。库文件的位置取决于 Abaqus 安装。 |
| 合作伙伴作业名称 | 合作伙伴作业名称 | co-simulation_manifold |
| 传输间隔 | 传输间隔 | 250 s |
确保合作伙伴作业名称与模拟文件名不同。
在本模拟中，Simcenter STAR-CCM+ 导出边界热通量数据并导入温度。要指定与 Abaqus 交换的场：
5.展开链接 1 > 区域 > 区域 1 > 条件节点。
6.右键单击区域 1 > 条件 > 已导出的场节点，然后选择添加热场 > 热通量。
7.右键单击已导入的场节点并选择添加热场 > 温度。
8.选择已导入的场 > 温度节点并将场处理设为已管理。
使用此设置，Simcenter STAR-CCM+ 自动将液壁边界的热指定设为温度，并将导入的温度数据应用至边界。
9.右键单击外部链接 > 链接 1 节点，然后选择更新。
10.保存模拟。
运行协同仿真
您现在就可以运行协同仿真。
在此过程中，Simcenter STAR-CCM+ 自动在后台启动 Abaqus，并开始通过 SIMULIA 协同仿真引擎与 Abaqus 通信。
1.运行模拟。
加载协同仿真库，并注册协同仿真设置。输出窗口中显示相应的信息。
可在输出窗口中监视迭代进程。要监视收敛，可在图形窗口中查看温度点绘图和残差。您也可以查看流体速度和流体温度场景以便在协同仿真运行过程中可视化求解。
在每个耦合步骤结束时，两个代码之间交换数据，并且输出窗口显示详情。
2.协同仿真结束后，请保存模拟。
可视化结果
可视化流体速度和温度。
要观察流体求解的结果，可检查在流体速度和流体温度标量场景中的平面截面上显示的求解。要在“图形”窗口中显示各个场景，请单击窗口顶部的相关选项卡。
您可以从温度点绘图中看到，流体/固体求解已收敛。每次通过 SIMULIA 协同仿真引擎交换数据，即在每个耦合步骤中，“跳动”点处的温度对应导入的温度数据。可看到随着液体/固体交界面上的温度差趋向于零，靠近流体壁面的监视器点处的温度实现收敛。
在 Abaqus/CAE 中打开文件 /thermalCoSimTutorial/abaqus/co-simulation_manifold.odb，可以对固体求解的结果进行后处理。
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