发电机的重要制约因素之一是感应过程产生热量的散热问题，在此项目中，对发电机的冷却过程进行流固热耦合仿真。
      此项目中的发电机为三相永磁同步发电机，电机额定功率为3200kW，电机为空空冷却。一次冷却介质空气在独立外装风扇的作用下强迫电机内部空气循环流动 ，二次冷却介质为电机周围环境介质，也在独立外装风扇的作用下驱动周围冷却空气流动。

发电机的构造如下图所示。由定子铁心、上层绕组、下层绕组、绝缘、槽楔、定子支撑、转子铁心、转轴、转子支撑、磁钢构成。线圈绕组，永磁体，铁心均为各向异性传热介质，外界环境温度40 ℃，电机内部入口空气温度58℃，电机内部风量4.4m3/s。

                                     发电机构造模型图
      在本项目中，分别使用流体仿真软件FLUENT计算流场区域温度，结构仿真软件ABAQUS进行结构传热计算。使用多物理场耦合软件MpCCI将以上两种仿真工具耦合起来，在规定的时间或迭代步在流体和结构的交界面上进行“WallTemp”，“FilmTemp”以及“WallTHCoeff”参数的交换，以此实现耦合计算。
      采用四分之一模型进行流场计算，其网格划分下图所示，网格总数为400万，计算传热需要精细的边界层，采用下图所示的扇形模型。使用FLUENT作为流体求解工具，计算边界条件如下：
      二阶压力级求解器
      Standard k-ɛ湍流模型
      EWF墙方程

流量入口和压力出口边界条件

                                               流场网格图

                                                     传热边界层图

使用ABAQUS作为结构传热的仿真工具，其结构模型和网格下图所示。

                                          ABAQUS结构传热模型图

对于风量分布，风机中的各个风道径向和轴向分布的不均匀均小于3%，可以采用周期性仿真。经统计得到的进出口压差约为950Pa左右，下图为轴向界面压力分布。下图为周期面上的速度矢量分布，贴近转子入口处有回流区。

                      轴向界面压力分布图                                  周期面上的速度矢量分布图

对于温度场结果，通过基于MpCCI的耦合仿真，可以通过FLUENT和ABAQUS查看各自计算得到的温度分布。下图为流场的温度分布。流场的入口平均温度为331K；出口平均温度为347K；流场最高温度为364K。最高温度出现在下层绕组相邻的区域（死流区）。下图为结构上的温度分布。结构的最高温度在383K左右，最高温度出现在上层绕组周围。

                         流场温度分布图                                            结构上的温度分布图