ABAQUS子程序 DFLUX

Abaqus的热源程序的接口是DFLUX，可以定义非均匀的与位置、时间、温度、单元和积分点相关的热源方程。调用计算过程中，每一个单元积分点都会从这个子程序得到。当单元为一次单元时，不管是热传导分析、温度-结构耦合分析或者温度-电场-结构耦合分析时，将节点作为flux积分点进行计算。

基本格式如下：

最主要的就是定义FLUX()

FLUX(1)：流经模型某点的热流。对于面热源，单位是JT–1L–2，对于体热源是JT–1L–3。

FLUX(2)：热量对温度的变化率。

SOL：此时此刻求解变量的估算值（传热分析中的温度，质量扩散分析中的浓度）。

KSTEP：分析步

KINC：增量步

TIME(1):（瞬态分析中）当前分析步时间

TIME(2)：（瞬态分析中）当前总时间

NOEL：单元号。

NPT：单元积分点号。单元或单元表面上的积分点编号，具体取决于表面还是体。

COORDS：包含点坐标的数组。如果考虑分析步中几何非线性，则这些坐标是当前坐标。否则是原始坐标。

JLTYP：表征热源形式，对于如下：

JLTYP Flux type

0 Surface-based flux

1 BFNU

11 S1NU (SNEGNU for heat transfer shells)

12 S2NU (SPOSNU for heat transfer shells)

13 S3NU

14 S4NU

15 S5NU

16 S6NU

TEMP：当前温度

PRESS：当前的等效应力

SNAME：对于面热源时适用，表示surface的名称。

解释：

parameter(one=1d0) ！定义一个常数

DIMENSION COORDS(3),FLUX(2),TIME(2) ！定义数组，都是一维数组，元素分别为3，2，2个

CHARACTER 80 SNAME 定义字符型，长度为80

q=633 227 075 ！变量赋值

v=000227

d=v TIME(2) ！TIME(2)代表第二个元素

x=COORDS(1)

y=COORDS(2)

z=COORDS(3)!将COORDS的三个元素分别赋值于,x,y,z．

x0=0

y0=0

z0=0

a=00019

b=00032

c=00028

PI=31415 ！

heat=6 sqrt(30) q/(a b c PI sqrt(PI))！

shape=exp(-3 (x-x0) 2/b 2-3 (y-y0) 2/c 2-3 (z-z0-d) 2/a 2)！

C JLTYP＝1，表示为体热源

JLTYP=1

if (JSTEP eq one) then!注意one是一个变量，在一开头就赋值了．

C FLUX(1)=heat shape-1100000 ！C表示注解，这个一般在FORTRAN77中常常用这个符号，现在人多用！来注解．或者说注释行．

FLUX(1)=heatshape

endif

RETURN

END

（1）高斯面热源

（2）半椭球体热源

Flux:

1 Store 包含状态和更改逻辑

2 有多个 Store

3 所有 Store 都互不影响且是平级的

4 有单一调度器

5 React 组件订阅 store

6 状态是可变的

Redux:

1 Store 和更改逻辑是分开的

2 只有一个 Store

3 带有分层 reducer 的单一 Store

4 没有调度器的概念

5 容器组件是有联系的

6 状态是不可改变的

这些都是很专业的知识，看来你学的还可以啊，我之前学基础的知识都是在黑马程序员看的，老师讲的很不错的！

在Aspen Plus中流体输送单元归属于压力改变器（Pressure  Changers）模块，共分为以下表中六种模型：

下面对各个模块进行展开讲解。

一、Pump模块 

1Pump模块用于模拟两种设备——泵和压缩机 ，其简介如下：

• 泵 ：泵是把机械能转化成液体的能量，用来给液体增压和输送液体的流体机械；

• 水轮机 ：水轮机是吧水流的能量转换为旋转机械能的动力机械。

泵可以模拟实际生产中输送流体的各种泵，主要用来计算将压力提升到一定值时所需的功率。模块一般用来处理单液相，对于某些特殊情况，也可进行两相或三相计算。

模拟结果的准确度取决于很多因素，如有效相态、流体的可压缩性以及规定的效率等。

注意:如果仅计算压力的改变，也可以用Flash以及Heater模块。

2Pump模型的连接示意图如下： （红色的代表必选，蓝色的代表可选）

3 Pump的5种计算模型：

4泵的模块参数：

Pump最简单的用法是指定出口压力（Discharge  pressure），并给定泵的水力学效率（Pump  Efficiency）和驱动机效率（Driver  Efficiency），计算得到出口流体状态和所需的轴功率和驱动机功率。

标准的设计方法是使用泵的特性曲线（Performance  curve），特性曲线有以下三种输入方式：

列表数据     Tabular Data

多项式       Polynomials

用户子程序   User Subroutine

其中列表数据是最常用的输入方式。

泵的特性曲线各种输入框:

这里需要说一下NPSHR和NPSHA：

在我们设计泵的安装高度时，应考虑NPSHR（必需汽蚀余量），英文全称为：Net  Positive Suction  Head  Required ,其计算方式为：NPSHR≈10-Hs（m）

（其中Hs为允许吸上真空度）。

根据安装和流动情况可以算出泵进口处的NPSHA（有效汽蚀余量），英文全称为：Net  Positive  Suction Head  Required ,在实际使用条件下，选择的泵应该满足：NPSHA≥13 NPSHR。

如果有不太理解的地方想去深入探究的朋友，推荐阅读《化工原理》学习。

5实例演练

一离心泵输送流量为100m3/hr的水，水的压强为15bar，温度为25℃。泵的特性曲线如下：

流量（m3/hr）7090109120

扬程（m）5954247843

效率（%）645696966

求：泵的出口压力、提供给流体的功率、泵所需轴功率各是多少

*** 作如下：

Step1:构建流程图

打开Aspen  Plus，进入Simulation界面，在Main  Flowsheet中的空白框中画好如下简单的流程图，并将模块名改为Pump：

Step2:输入组分

进入Properties界面，在Components/Specification 界面输入组分H2O

Step3:选择物性方法

在Method/Specification界面选择物性方法PENG-ROB

Step4:设置进料条件

进入Simulation界面，在Streams/FEED/Input界面根据题目要求输入进料条件

Step5:设置模块参数

进入Blocks/PUMP/Setup界面，指定模型及参数

接下来点击Performance  Curve，首先进行曲线设置，选择Tabular  data（列表数据），设置为 *** 作状态下的单条曲线（Single  curve  at operating  speed）,流量单位选择Vol-Flow（体积流量）

再接着输入扬程（Head）和流量（Flow）数据，并设置扬程单位单位

最后输入效率（Efficiency）和流量（Flow）数据

Step6:运行并得出结果

点击Run，在Block/PUMP/Results/界面查看运算结果: 泵的出口压力为646479bar，泵提供给流体的功率为138482kW，轴功率为200699kW。

当然这里有几个量需要单独拿出来说，如下：

Head  developed: 发生扬程，即已扣除泵的内部摩擦阻力；

Pump  efficiency used: 所用泵效率

Net  work required: 需要的净功

二、Compr模块

1Compr简介

Compr压缩机模块可以用于单相、两相或三相计算，可以通过指定出口压力或压力增量或压力比率或特性曲线计算所需功率，还可以通过指定功率计算出口压力。

2Pump模型的连接示意图如下 ：（红色的代表必选，蓝色的代表可选）

3计算类型：

针对于模拟压缩机Compressor有如下8种计算模型：

英文名称中文名称

Isentropic等熵模型

Isentropic  using   ASME  methodASME等熵模型

Isentropic  using   GPSA  methodGPSA等熵模型

Polytropic  using   AMSE  methodAMSE多变模型

Polytropic  using   GPSA  methodGPSA多变模型

Polytropic  using   piecewise  integration分片积分多变模型

Positive  displacement正排量模型

Positive  displacement  using   piecewise  integration分片积分正排量模型

针对于模拟涡轮机Turbine只有如下1种模型：

英文名称中文名称

Isentropic等熵模型

4效率：

Compr模型有三种效率：

5特性曲线简介

6实例演练

一压缩机将压强为11bar的空气加压到33bar，空气的温度为25℃，流量为1000m3/hr。压缩机的多变效率为071，驱动机构的机械效率为097。求：压缩机所需要的轴功率、驱动机构的功率以及空气的出口温度和体积流量各是多少？

*** 作如下：

（因 *** 作与Pump中很相似，所以在这里不做红色记号标注，不懂处可参考上例）

Step1:构建流程图

打开Aspen  Plus，进入Simulation界面，在Main  Flowsheet中的空白框中画好如下简单的流程图，并将模块名改为Compr：

Step2:输入组分

进入Properties界面，在Components/Specification 界面输入组分AIR（空气）

Step3:选择物性方法

在Method/Specification界面选择物性方法SRK

Step4:设置进料条件

进入Simulation界面，在Streams/FEED/Input界面根据题目要求输入进料条件

Step5:设置模块参数

进入Blocks/COMPR/Setup界面，指定模型及参数

Step6:运行并得出结果

点击Run，在Block/COMPR/Results/界面查看模块参数（可拖动下拉条）:

在Streams/PRODUCT/Results界面查看物流结果

三、MCompr

1MCompr模型适用于四种单元设备

Ø 多级多变压缩机 （Multi-stage PolytropicCompressor)

Ø 多级多变正排量压缩机 （Multi-stage Polytropic Positive Displacement  Compressor)

Ø 多级等熵压缩机（Multi-stage Isentropic Compressor)

Ø 多级等熵涡轮机（Multi-stage Isentropic Turbine)

2MCompr模型的外部连接图：

MCompr模型的内部连接图：

3MCompr模型的模型参数

级数 (Number of stages): 指定压缩机的级数

压缩机模型 (Compressor model): 有六种计算模型供选用（具体可参见上个模块的内容介绍）

设定方式 (Specification type): 指定压缩机的工作方式

在这里设定方式与Compr模块不同，它分别是：

指定末级排出压力  (Fix discharge pressure fromlast stage )

指定每级排出条件  (Fix discharge conditionsfrom each stage)

用特性曲线确定排出条件  (Use performance curves todetermine  discharge conditions)             

4多级压缩机特性曲线有三种输入方式：

•   列表数据  Tabular  Data

•   多项式      Polynomials

•   用户子程序      User Subroutines

可以提供多张特性曲线表(Maps)，每张表又可以有多条特性曲线。多级压缩机的每一级可以有多个叶轮(wheels)，可以为每个叶轮选用不同的特性曲线表、叶轮直径和比例因子(scaling factors)

MCompr在压缩机和涡轮机的各级之间有一个冷却器，在最后一级还有一个后冷器，在冷却器中可以进行单相、两相或三相闪蒸计算。

这个模块不在此做实例讲解，有需要可参考孙兰义老师的《化工流程模拟实训——Aspen Plus教程》P69例54。

四、Valve

1 简介：

阀门Valve可以进行单相、两相或三相计算，该模块假定流动过程绝热，并将阀门的压降与流量系数关联起来，可确定阀门出口状态的热状态和相态。

2 连接方式：

3阀门模型有三种应用方式（计算类型）

绝热闪蒸到指定出口压力

    Adiabatic flash for specified outlet pressure

对指定出口压力计算阀门流量系数

    Calculatevalve flow coefficient for specified outlet pressure

对指定阀门计算出口压力(核算方式)

    Calculateoutlet pressure for specified valve

其中在进行核算（即第三种计算类型）时，需输入以下参数：

•   阀门类型 (Valve type)：截止阀 (Global)、球阀 (Ball)、蝶阀(Butterfly)

•   厂家(Manufacturer)：Neles-Jamesbury

•   系列/规格 (Series/Style):  线性流量 (linear flow)、等百分比流量(equal percent flow)

•   尺寸 (Size)：公称直径

•   阀门开度(Opening)

计算阀门小开度状态时计算选项的设置很重要

•   检查阻塞流动   Check for choked flow

•   计算空泡系数   Calculate cavitation index

•   设置最小出口压力等于阻塞压力 Minimum outlet pressure: Set equal to choked outlet pressure

4 实例演练

水的温度为 30 °C，压强为 6 bar，流量为 150 m3/h ，流经一公称通径为 8 英寸的截止阀。阀门的规格为V500系列的线性流量阀，阀门的开度为 20%。

求：阀门出口的水压强是多少？

Step1:输入组分

Step2:选择物性方法STEAM—TA

Step3:构建流程图

Step4:输入进料物流条件

Step5:输入模块参数

Operation界面参数输入：

ValveParameters界面参数输入：

Step6:运行并查看结果

在Blocks/Valve/Results界面查看阀门出口水的压强为393765bar

五、Pipe

1简介

Pipe可以进行单相、两相或三相计算，计算流体经过一单段管线的压降和传热量，并且单线管段可以是水平的，也可以是有斜度的。如果已知入口压力，Pipe可以计算出口压力；如果已知出口压力，Pipe可以计算入口压力并更新入口物流的参数。Pipe通过管段参数（Pipe parameters）、传热规定（Thermal Specification）和管件参数（Fittings）等计算管段的压降和传热量。

2 连接方式

3 管段参数（Pipe parameters）

4 传热规定（Thermal specification）

5 管件参数（Fittings）

连接方式： Connection type

法兰连接/焊接Flanged/Welded，螺纹连接 Screwed

管件数量：Number of fittings

闸阀 Gate valves，蝶阀 Butterfly valves，90度肘管  Large 90 degree elbows，直行三通  Straight tees，旁路三通  Branched tees

其余当量长度： Miscellaneous L/D

6实战演练

流量为 5000 kg/h，压强为 7 bar的饱和水蒸汽流经Ф108×4mm的管道。管道长20 m，出口比进口高 5 m，粗糙度为 005 mm。管道采用法兰连接，安装有闸阀1个，90肘管2个。环境温度为 20℃，传热系数为 20 W/（m2·K）。求：出口处蒸汽的压强、温度和含水率，以及管道的热损失各是多少？

Step1:输入组分

Step2:选择物性方法

Step3：构建流程图

Step4：输入物流参数

Step5：输入模块参数

管段参数设定：

传热规定设定：（这里将热通量（Include heat flux）中勾选去掉）

管件参数：

Step6：运行并查看结果

在Streams/PRODUCT/Results界面查看出口水蒸气情况：出口温度1639℃，出口压力6823bar，含水率0006（1-汽相分率0994）

在Blocks/PIPE/Results界面查看模块情况：管道热损失为182171kW

六、Pipeline

1简介

Pipeline用来模拟多段不同直径或倾斜度的管段串联组成的管线。在计算压降和液体滞留量时，将多液相（如油相和水相）作为单一均匀的液相来处理。如果存在气-液流动，Pipeline可以计算液体滞留量和流动状态。

Pipeline假定流体的流动是一维、稳态且均匀的，即模拟时不考虑入口的影响，流动方向可以是水平的，也可以是有角度的，可以规定流体温度分布或通过热传递计算其温度分布。

2连接方式

3结构状态参数

4连接状态参数

在d出的管段数据(Segment data)对话框中逐段输入每一管段的长度、角度、直径、粗糙度，或者节点坐标(Node coordinates)、直径、粗糙度。

5实例演练

流量为 100 m3/h，温度为 50 ℃，压强为5 bar的水流经Ф108×4mm的管线。管线首先向东延伸5 m，再向北 5 m，再向东 10 m，再向南 5 m，然后升高 10 m，再向东 5 m。管内壁粗糙度为 005 mm。

求：管线出口处的压强是多少？

Step1： 输入组分

Step2：选择物性方法

Step3：构建流程图

Step4：输入进料条件

Step5：输入模块参数

输入结构状态参数

闪蒸规定中的有效相态设为只有液相

输入连接状态参数

首先选定一个基准建立坐标系，然后按照管线走向定义每个管段的坐标。入口节点（Inlet node）定义为1，出口节点（Outlet node）定义为2，入口节点的节点参数X坐标值（Inlet node | X coordinate）、入口节点的节点参数Y坐标值（Inlet node | Y coordinate）

、入口节点的节点参数高度值（Inlet node | Elevation）分别规定为0、0、0，出口节点的节点参数X坐标值（Inlet node | X coordinate）、出口节点的节点参数Y坐标值（Inlet node | Y coordinate）、出口节点的节点参数高度值（Inletnode | Elevation）分别规定为5、0、0，管内壁粗糙度为005mm。（这里按照上北下南、左西右东的顺序，并且以东为X轴正方向、北为Y轴正方向）

依次设置其余五个管段的坐标

¨ 非线性动力学分析

¨ 多刚体动力学分析

¨ 准静态分析（钣金成型等）

¨ 热分析

¨ 结构-热耦合分析

¨ 流体分析：

欧拉方式

任意拉格郎日-欧拉（ALE）

流体-结构相互作用

不可压缩流体CFD分析

¨ 有限元-多刚体动力学耦合分析 （MADYMO，CAL3D）

¨ 水下冲击

¨ 失效分析

¨ 裂纹扩展分析

¨ 实时声场分析

¨ 设计优化

¨ 隐式回d

¨ 多物理场耦合分析

¨ 自适应网格重划

¨ 并行处理（SMP和MPP）

2材料模式库(140多种)

¨ 金属

¨ 塑料

¨ 玻璃

¨ 泡沫

¨ 编制品

¨ 橡胶（人造橡胶）

¨ 蜂窝材料

¨ 复合材料

¨ 混凝土和土壤

¨ 炸药

¨ 推进剂

¨ 粘性流体

¨ 用户自定义材料

3单元库

¨ 体单元

¨ 薄/厚壳单元

¨ 梁单元

¨ 焊接单元

¨ 离散单元

¨ 束和索单元

¨ 安全带单元

¨ 节点质量单元

¨ SPH单元

4接触方式(50多种)

¨ 柔体对柔体接触

¨ 柔体对刚体接触

¨ 刚体对刚体接触

¨ 边-边接触

¨ 侵蚀接触

¨ 充气模型

¨ 约束面

¨ 刚墙面

¨ 拉延筋

5汽车行业的专门功能

¨ 安全带

¨ 滑环

¨ 预紧器

¨ 牵引器

¨ 传感器

¨ 加速计

¨ 气囊

¨ 混合III型假人模型

6初始条件、载荷和约束功能

¨ 初始速度、初应力、初应变、初始动量（模拟脉冲载荷）；

¨ 高能炸药起爆；

¨ 节点载荷、压力载荷、体力载荷、热载荷、重力载荷；

¨ 循环约束、对称约束（带失效）、无反射边界；

¨ 给定节点运动（速度、加速度或位移）、节点约束；

¨ 铆接、焊接（点焊、对焊、角焊）；

¨ 二个刚性体之间的连接－球形连接、旋转连接、柱形连接、平面连接、万向连接、平移连接；

¨ 位移/转动之间的线性约束、壳单元边与固体单元之间的固连；

¨ 带失效的节点固连。

7自适应网格剖分功能

自动剖分网格技术通常用于薄板冲压变形模拟、薄壁结构受压屈曲、三维锻压问题等大变形情况，使弯曲变形严重的区域皱纹更加清晰准确。

对于三维锻压问题，LS-DYNA主要有两种方法：自适应网格剖分和任意拉格朗日-欧拉网格（ALE）网格进行Rezoning），三维自适应网格剖分采用的是四面体单元。

8 ALE和Euler列式

ALE列式和Euler列式可以克服单元严重畸变引起的数值计算困难，并实现流体-固体耦合的动态分析。在LS-DYNA程序中ALE和Euler列式有以下功能：

多物质的Euler单元，可达20种材料；

若干种Smoothing算法选项；

一阶和二阶精度的输运算法；

空白材料；

Euler边界条件：滑动或附着条件；

声学压力算法；

与Lagrange列式的薄壳单元、实体单元和梁单元的自动耦合。

9SPH算法

SPH（Smoothed Particle Hydrodynamics）光顺质点流体动力算法是一种无网格Lagrange算法，最早用于模拟天体物理问题，后来发现解决其它物理问题也是非常有用的工具，如连续体结构的解体、碎裂、固体的层裂、脆性断裂等。SPH算法可以解决许多常用算法解决不了的问题，是一种非常简单方便的解决动力学问题的研究方法。由于它是无网格的，它可以用于研究很大的不规则结构。

SPH算法适用于超高速碰撞、靶板贯穿等过程的计算模拟，下图是泰勒杆冲击试验模拟。

10边界元法

LS-DYNA程序采用边界元法BEM（Boundary Element Method）求解流体绕刚体或变形体的稳态或瞬态流动，该算法限于非粘性和不可压缩的附着流动。

11隐式求解

用于非线性结构静动力分析，包括结构固有频率和振型计算。LS-DYNA中可以交替使用隐式求解和显式求解，进行薄板冲压成型的回d计算、结构动力分析之前施加预应力等。

12热分析

LS-DYNA程序有二维和三维热分析模块，可以独立运算，也可以与结构分析耦合，可进行稳态热分析，也可进行瞬态热分析，用于非线性热传导、静电场分析和渗流计算。

热传导单元：8节点六面体单元（3D），4节点四边形单元（2D）；

材料类型：各向同性、正交异性热传导材料，可以与温度相关，以及各向同性热传导材料的相变；

边界条件：给定热流flux边界，对流convection边界，辐射radiation边界，以及给定温度边界，它们可随时间变化；给定初始温度，可计算二个物体接触界面的热传导和热辐射，给定材料内部热生成（给定热源）；

热分析采用隐式求解方法，过程控制有：

稳态分析还是瞬态分析；

线性问题还是非线性问题；

时间积分法：Crank-Nicholson法（a=05）和向后差分法（ a=1）；

求解器：直接法或迭代法；

自动时步长控制。

13不可压缩流场分析

LS-DYNA不可压缩流求解器是960版新增加的功能，用于模拟分析瞬态、不可压、粘性流体动力学现象。求解器中采用了超级计算机的算法结构，在确保有限元算法优点的同时计算性能得到大幅度提高，从而在广泛的流体力学领域具有很强的适用性。

14多功能控制选项

多种控制选项和用户子程序使得用户在定义和分析问题时有很大的灵活性。

输入文件可分成多个子文件；

用户自定义子程序；

二维问题可以人工控制交互式或自动重分网格（REZONE）；

重启动；

数据库输出控制；

交互式实时图形显示；

开关控制-可监视计算过程的状态；

对32位计算机可进行双精度分析。

15前后处理功能

LS-DYNA利用ANSYS、LS-INGRID、ETA/FEMB及LS-POST强大的前后处理模块，具有多种自动网格划分选择，并可与大多数的CAD/CAE软件集成并有接口。

后处理：结果的彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、等值面、粒子流迹显示、立体切片、透明及半透明显示；变形显示及各种动画显示；图形的PS、TIFF及HPGL格式输出与转换等。

16支持的硬件平台

LS-DYNA 960版的SMP版本和MPP版本是同时发行的。MPP版本使一项任务可同时在多台分布计算机上进行计算，从而最大限度地利用已有计算设备，大幅度减少计算时间。计算效率随计算机数目增多而显著提高。

LS-DYNA 960版的SMP版本和MPP版本可以在PC机（NT、LINUX环境）、UNIX工作站、超级计算机上运行。

1 软件自带法：

1

大多数软件都提供开机自启动的功能，以酷狗音乐为例，在设置中找到“开机时自动启动酷狗”，勾上前面的勾即可实现开机自动启动，如下图所示：

END

2 修改注册表法：

按快捷键win+R，在d出的命令输出窗口中输入“regedit”，如下图所示：

确定后，找到“HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\ Windows\ CurrentVersion\ Run”，右键选择“新建”下面的“字符串值”：

3

新建完成后重命名，再右键单击新建的项目，选择“修改”，在d出的对话框中设置软件路径，而后确定即可，如下图所示：

END

3 拖动法

1

直接将需要自启动的软件或者软件的快捷方式拖动到“开始”——“所有程序”——“启动”文件夹中，如下图所示：（也可以打开启动文件夹，而后将需要启动的软件放进去！）

以上就是关于ABAQUS子程序 DFLUX全部的内容，包括:ABAQUS子程序 DFLUX、Redux与Flux有何不同、Aspen进阶篇4—流体输送单元等相关内容解答，如果想了解更多相关内容，可以关注我们，你们的支持是我们更新的动力！