MpCCI

MpCCI概述
    MpCCI(Mesh-based parallel Code Coupling Interface)是由德国Fraunhofer SCAI开发的,提供面向多学科、多物理场耦合仿真解决方案。在当今科学研究和工程应用领域里,多个物理场相互作用往往是不可分割的,单一学科的仿真分析已经不能达到人们的要求。为了得到更高质量的数值仿真结果,模拟多学科耦合作用变得越来越重要。
    MpCCI 源于欧盟的基础科学研究项目,被誉为多物理场耦合的工业标准。目前MpCCI为已有的商业软件或非商业程序提供了独立的多学科耦合分析平台,可实现最多4个仿真代码同时耦合计算,可以解决大型复杂的工程问题。

MpCCI功能特点
先进而可靠的耦合和插值算法
    Fraunhofer多年来致力于先进耦合和插值算法的研究,其方法不仅在MpCCI软件中使用,且广泛地被第三方软件厂商使用,并作为单独的耦合及插值软件包销售。
 多仿真代码支持
    MpCCI支持多领域、大部分主流商业仿真软件,同时支持用户自己开发的程序与商业软件之间的耦合。用户可根据计算模型的特点选择合适的求解器进行高效率的模拟,以解决各种复杂的工程与科研问题。
 多物理场耦合
    MpCCI提供多达四个仿真代码接口,可以解决两个或两个以上的多物理场耦合问题,实现流场、位移场(应力、位移等)、热场、电场、磁场、系统、控制等诸多物理场耦合分析。
 时间异步计算
    对于流固耦合问题来说,流体和固体的响应时间往往相差很大,CFD软件和FEM软件对分析时间步长也有不同的要求。基于MpCCI的流固耦合可以对流体和固体单独设定各自的时间步长,大大降低流固耦合的计算时间。
 多平台、多网络环境下高效率并行计算
    流固耦合的计算量远远大于单独流体或者单独固体的分析,对硬件提出了很大的挑战。MpCCI采用Client-Server体系结构,客户机和服务器的通信采用TCP/IP协议,使得流固耦合可以运行于任何的主流计算机平台以及网络环境。客户端代码本身的并行仍然采用原有的并行机制,基于MpCCI的流固耦合解决方案不会影响客户端软件的并行性能。
应用领域
    随着计算机技术和计算方法不断取得突破,以有限元技术为基础的结构力学分析、电磁场分析、振动和疲劳分析,以及以有限体积法为基础的计算流体动力学应用迅速得到普及,而且其应用水平已经达到工业强度的应用水平,成为产品设计过程中必不可少的模拟手段。由于各行业对多物理场耦合的迫切需要,MpCCI在航天航空工业、船舶工业、汽车工业、建筑工业、电子工业、生物医学等领域得到来越来越多的应用。
1 航空航天国防:气动弹性、热气动弹性分析、环控系统仿真、压气机涡轮叶片颤振、冷却和燃烧室的流固耦合换热、控制系统的流固耦合问题。

2 汽车:汽车发动机、排气歧管、冷却水套流固热耦合换热分析,整车热控制,液力变矩器、盘式制动系统、发动机悬置减震器流固耦合仿真,外形气动设计。

3 船舶:螺旋桨水动弹性耦合仿真,船舶总体强度仿真,发动机散热仿真。

4 核电:压力容器、阀门与管道的热疲劳、管道热分层、安全壳冷等。