ANSYS与MATLAB协作：气弹耦合问题求解软件框架详解

本文档《用ANSYS和MATLAB构建气弹耦合问题求解软件框架》发表于2006年的用户年会上，由耿海鹏、王伟奇、戚社苗和虞烈四位作者来自西安交通大学机械电子信息及系统研究所和轴承研究所。研究团队位于陕西西安，他们针对气弹耦合问题的求解提出了创新的方法。 气弹耦合是指在气体流动与弹性体相互作用的复杂系统中的力学问题，例如在径向空气轴承中的应用。作者首先将气体润滑方程转换为ANSYS软件能够处理的标准椭圆偏微分方程，这是通过比较并调整气体润滑方程的系数与ANSYS热传导方程的系数实现的。这种方法使得原本无法直接解决的气体润滑问题可以借助ANSYS的二维热交换模块进行求解。 MATLAB在此过程中起到了关键的作用，作为控制中心，它负责数据交换和不同计算应用之间的集成。通过MATLAB，作者成功地将气体润滑问题的计算与弹性变形的求解过程统一起来，形成了一个高效、集成的工程应用求解框架。这种方法的优势在于提高了计算效率，简化了流程，并且有利于解决实际工程中复杂的气弹耦合问题。 关键词"气弹耦合"、"网格映射"、"ANSYS"和"MATLAB"强调了文章的核心技术内容，即如何利用这两种成熟的软件工具来优化求解空气轴承等设备中的气动与结构交互问题。文章的具体实现案例，如径向空气轴承的分析，展示了该软件框架在实际工程问题中的应用效果。 总结来说，本文提供了一种创新的策略，将ANSYS和MATLAB结合，有效解决了气弹耦合问题的数值模拟难题，为相关领域的研究人员和工程师提供了实用的工具和方法。通过这种方法，复杂工程系统的仿真和优化得到了显著提升。