接触交界面

接触交界面接合同一或不同连续体的两个固体区域,或接合固体区域和流体区域。它是接触固体-固体区域的默认交界面。

接触交界面类型用于允许区域之间的共轭传热。接触交界面还可用于指定气体和介电(非导电)材料之间的交界面处的表面电荷。

它具有属性、条件、值和弹出菜单。

接触交界面属性

可使用下列属性调整接触交界面节点的指定。

几何

指定几何源选项:

  • 边界:交接面是边界模式交界面,通过选择两个边界进行创建。
  • 接触交接面是接触模式交界面,直接通过部件接触进行定义。
边界-0
表示交界面的“固定”侧(只读)。
边界-1
表示交界面的“自适应”侧(只读)。

边界 1 中的节点将投影到边界 0 上。可以通过右键单击操作反转方向来交换方向。

联系人

显示部件表面接触。当几何属性为接触时,它显示部件表面接触。几何属性为边界时,它不显示值。

类型
定义交界面类型。必须设为接触交界面
拓扑
定义交界面之间的连接类型:
  • 原位 - 使用原位拓扑。
  • 周期 - 使用周期拓扑。
  • 重复 - 使用重复拓扑。
连接
定义交界面两侧的边界如何连接。共形或压印可用。
  • 共形 - 适用于使用有限元方法进行离散化的区域内的交界面。在直接交界面处,有限元模型要求通过该交界面连接的边界上的网格面之间存在共形匹配。

    此连接类型在相对边界上的面之间强制执行一对一精确匹配。

  • 压印 - 适用于使用有限体积法进行离散化的区域内的交界面。压印连接类型会导致面相交。
允许每个接触值
用于为每个接触单独定义交界面容差。激活子属性根据部件子分组指定。
注此属性仅适用于接触模式边界交界面。另请参见:接触模式边界交界面。
闭合相邻网格单元
通过沿公共边修复交界面和侧面之间的网格单元连接创建严密相交。

使用此选项时,基于拓扑的交叉点会添加额外的边来消除两侧之间的间隙,从而减少物理量的寄生振荡。

仅当交界面管理器节点的直接交叉点设为基于拓扑并且交界面的连接为压印时,此属性才可用。

相对运动时重置
  • 激活时,如果两侧之间存在任何相对运动,将重置交界面。
  • 停用时,如果两侧之间的相对运动超出基于最小边长的相对容差时,将重置交界面。
注仅当交界面的连接为压印时,此属性才可用。

接触交界面条件

能量源选项
为交界面提供能量源选项。
无
不指定能量源。
热通量
指定用户自定义热通量 (W/m2)。
热源
指定用户自定义热源 (W)。
表面电荷选项
为交界面提供表面电荷选项。

此选项在物理连续体中“电磁和静电势”模型激活时可用。

无
不指定表面电荷。
表面电荷密度
指定用户自定义表面电荷 (s-A/m2)。
外部负载
指定用于定义负载的方法。仅当“固体应力”模型激活时此选项才可用于流体-固体接触交界面。
力
将“力”节点添加至物理值节点,必须作为矢量分布输入。
压力
将“固体应力压力”节点添加至物理值节点,必须作为标量分布输入。
拉力
将“拉力”节点添加至物理值节点,必须作为矢量分布输入。
机械相互作用
指定两固体区域之间的接触类型。
无摩擦小滑动
接触面之间可贴着彼此自由滑动,但禁止在交界面的法向上运动。接触交界面处的剪切应力等于零,法向力相等且方向相反。没有额外节点添加到对象树中。
粘接
接触表面发生了连续位移。如果各固体区域材料不同,则整个材料交界面上保留应变间断点。没有额外节点添加到对象树中。
热耦合指定
适用于固体/固体交界面。指定如何跨交界面传递温度场。
  • 解耦 - 禁用交界面任一侧的温度场,以防止通过交界面传递温度信息。
  • 理想传导 - 确保整个交界面的温度场连续。
  • 热阻 - 用于为交界面定义非零的正热阻(Eqn. (1672) 中的 R )。如果接触热阻比块状固体的导热率小一个数量级,求解将接近理想导热求解。如果接触热阻比块状固体的导热率大一个数量级,求解将接近非耦合求解。
此条件支持共形和非共形网格以及周期交界面拓扑。
热指定
指定交界面处的热条件。
共轭传热
此选项将“接触热阻”节点添加到物理值节点。交界面处的温度由通过交界面传递的热决定。
指定温度
此选项将“静态温度”节点添加到物理值节点。两个父边界在交界面处的温度相同,正如选定分布所指示的那样。

接触交界面值

相交
根据部件子组指定
指定接触模式边界交界面的子分组,以设置独立的相交属性。另请参见接触模式边界交界面和调整交界面相交容差(基于几何的方法)。
剩余属性取决于直接交叉点属性的设置。此属性是对交界面节点设置的(请参见交界面属性):
基于几何(原有)
此直接交叉点选项用于激活:
连接为“压印”的基于拓扑
  • 匹配外边界:激活时,表示交界面边界预计在大尺度拓扑特征上完全重叠。仅当要求交界面的两个边界完全匹配时才可激活此选项。

    默认情况下,此属性处于停用状态。

  • 投影容差:最大正交投影距离,基于局部单元直径的分数。对自适应侧的节点如何投影到固定侧施加限制。如果两个交界面边界相隔更大的距离,则可以增大投影容差值以获得更少的剩余面。

    默认情况下,容差设为 0.2。

  • 角度阈值:最大角度(度),以供相交标识从自适应侧映射到固定侧的大尺度特征。要保留较尖锐的特征,指定较小的角度阈值。如果边界网格存在伪缺陷,则可以指定较大的值。

    默认情况下,值设为 45 度。

连接为“共形”的基于拓扑
  • 共形容差:检测以局部单元直径的分数表示的共形面。如果匹配的共形面太多,可以降低此值。如果匹配的共形面太少,可以增大此值。

    默认情况下,值设为 0.01

  • 非共形容差:检测以局部单元直径的分数表示的非共形面。如果匹配的非共形面太多,可以降低此值。如果匹配的共形面太少,可以增大此值。

    默认情况下,值设为 0.01

接触热阻
交界面导热的热阻值。它作为标量分布输入。如果热指定设为共轭传热或者热耦合指定设为阻性,则该选项可用。
如果使用场函数定义了该值,并且场函数上的忽略边界值属性已勾选,则此函数使用边界旁网格单元的数据来计算。以 m 2 ⋅ K / W (默认)或同等单位指定接触热阻。请参见 Eqn. (1671)。
热通量
指定单位面积热传递量。此选项在能量源选项设为热通量时激活。以 W/m2(默认)或同等单位指定热通量。
热源
指定通过交界面的总热传递率。此选项在能量源选项设为热源时激活。以 W(默认)或同等单位指定热源。
静态温度
指定交界面处的温度。此选项在热指定选项设为指定温度时激活。
表面电荷密度
指定表面电荷密度分布。此选项在表面电荷选项设为表面电荷密度时激活。以 s-A/m2(默认)或同等单位指定表面电荷密度。