ANSYS Mechanical流热固耦合的几点理解
l Fixed support固定支承的温度边界条件为环境温度（软件中一般默认为300K，室温），如果阀门管道系统的整体温度都非常高或者非常低，添加固定支承的位置处的热应力、热变形往往会非常大。如果将环境温度设置成为与阀门整体温度相近的温度，添加固定支承的地方热应力往往不会非常大。换句话说，workbench Mechanical中的环境温度，不应该简单设置成为默认的室温。我们从模拟和实际的综合角度上看，我们对一个阀门进行结构热分析时，往往取的只是阀门以及管道系统中的一小部分，添加固定支承约束的管道端，在实际上也是管道系统内部的一部分，管道端的温度不应该是软件默认的环境温度300K，而是同管道系统中的温度相近。我们通过稳态热分析结果发现，左右两段管道以及阀体的温度范围在913-968K之间，管道上的温度在960K左右，因此我们可以将环境温度设置成960K，然后再进行热结构分析，就不会出现应力和形变过大的情况了。再者，这种阀门管道系统在实际运行中，阀门主体和管道外面往往会增加保温隔热层，保温隔热层（比如耐高温水泥等）会阻止系统外界温度和阀门、管道壁面进行热交换，保温隔热层我们在进行仿真的时候往往是不考虑的，那么保温隔热层和壁面之间的温度是多少呢？应该也是960K左右，也就是说，我们单独拿出来进行仿真的这一部分，都被包裹在一个960K左右的温度中，因此将Mechanical中的环境温度设置为960K是合理的。介于以上两点，在对这类阀门管道系统进行仿真时，Mechanical中的环境温度应当设置成与壁面温度相近的温度。我们换另外一种说法，环境温度其实就是产生热应变的临界温度，高温工况下，高于这个温度才开始发生热膨胀；低温工况下，低于这个温度才开始发生冷缩。
l 另外，我们在对一个零件进行分析时，以图上中间位置处的阀体为例，如果是使用固定约束的话，最好是在阀体的两端各加上一段管道，让固定约束位置处的应力过大不至于直接传递到阀体上。再说一点就是，这两段管道没必要像图上那么长，只要是能将固定支承约束产生的应力和形变过大不传递到阀体上即可。
l 阀体内表面以及管道内表面上的温度边界最好是通过流热固耦合进行计算，然后加载到Mechanical中去。阀体和管道外表面上的温度边界可以使用一个convection，取值在0-25W/(m2·K)之间，在有的文献[1]上取值为10W/(m2·K)。这里在计算时一定要注意到单位。
[1]柳雄. 超（超）临界电动闸阀流热固耦合分析与阀体结构轻量化研究[D].武汉科技大学,2021.DOI:10.27380/d.cnki.gwkju.2021.000269.
l 在实际情况中，阀体的上端面还有阀盖、压板、支架等等的结构对其进行约束，但是如果在此处添加一个固定支承约束的话，是非常不合理的，结果也不正常。我们可通过一个Displacement，并根据实际情况取一个比较小的值（比如0.05、0.1等等）即可。
