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热固耦合

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热应力固体耦合、热流固体耦合、热流固耦合
热固耦合（Thermo solid coupling）是指温度变化引起的热应力与固体形变、传热过程及相变现象相互作用的物理现象，主要应用于机械、动力、能源、航空航天、化工、核工等高热负荷工程领域。该耦合过程涉及流-热-固多物理场相互作用，需通过数值模拟同步分析机械力学与热力学参数变化。 [2-5]
其核心表现为温度梯度引发的材料膨胀收缩受阻，导致热应力集中及结构形变。工程中采用ANSYSWORKBENCH等平台构建热-固耦合模型，通过施加温度载荷分析结构应力分布。研究案例包括平板气膜冷却中扇形孔在吹风比M=1.5时展现出最高冷却效率及最小热应力特征，涡轮特性预估中流热固耦合模型使总温比与总膨胀比误差分别降至1.20%和0.99%。 [2-4]
相关分析方法起源于高温部件可靠性评估需求，逐步发展出流热固弱耦合模拟技术。研究进展涵盖涡轮部件变形模块迭代算法、发动机前缘体连接结构热应力分布计算，以及高超声速飞行器机翼在多马赫数下的变形对比。 [3-5]
中文名
热固耦合
外文名
Thermo solid coupling
适用领域
机械、车辆、航空航天、化工
所属学科
机械理论 、 热力学 、 力学
基本概念：热量在固体传导产生的热应力与固体的位移、形变、传热和相变等作用相互耦合的现象。
应用：固体材料在高温情况下工作时，若出现损坏不应只考虑传统机械力学因素，热力学因素也应考虑在内，使用热固耦合仿真分析往往十分有效。
相关概念：热应力 [1] ：在温度反复变化的交变热力的作用下，因为交替发生的膨胀和收缩受到阻碍，当热应力超过材料本身抗拉（屈服）强度时，材料就会发生不可逆的形变，甚至开裂。
 
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