刚体运动问题与流动问题的耦合在工程应用场景中非常常见，例如飞机、船舶设计中的转舵设计问题；加工行业中的钻头，螺杆设计问题；各类流体机械设计中的运动部件或旋转部件等的设计问题。使用CFD技术计算含有刚体运动过程的流场，为产品设计和迭代过程提供数据，是工程中常用的方法之一。
含有刚体运动过程的流场求解问题在常见的商用CFD软件中一般采用动网格或者重叠网格技术，这类技术对于网格的设计有额外的要求，往往会增加前处理的工作量，且推进过程中容易出现坏网格，附面层损坏等问题，影响计算的稳定性和准确性。 通用流体仿真软件VirtualFlow采用浸入表面技术（IST），将固体模型全部浸入网格中，使用壁面距离函数描述固体与流体的边界，从而规避了上述问题。IST网格技术定义了一个符号距离函数来表征空间坐标点到流固交界面的距离，且在固体区域和流体区域具有不同的符号，因此可以便捷地对固体区域和流体区域进行区分，其零值面即固体壁面。 浸入表面技术在求解刚体运动的流固耦合问题中具有先天的优势，刚体运动被巧妙地转化为了流固“相界面”的界面捕捉问题，带来的好处是无需网格变形或重构，而且可以处理多个刚体之间相互接触甚至重叠的情况。 
喷口旋转射流算例的几何和网格
本案例是描述的是鱼类在有障碍物的水槽中逆流而上的过程。其中鱼体长为400 mm，水槽长度为6280 mm，水槽宽度为4000 mm，障碍物为400 × 2200 mm的长方块物体，。 
鱼体和水槽障碍物几何模型
本算例中模拟了鱼体按照指定路径逆流游动（平动）的过程，并在平动上叠加了鱼体指向变化（转动）和鱼体的周期性摆动。通过编写UDF对这一复合运动进行描述，得到各速度、角速度分量与时间的关系。
计算结果如下图，VirtualFlow软件可以直观的展示鱼体逆流游动过程以及复杂流固耦合作用下的流场特征。
VirtualFlow 鱼体逆流游动仿真结果
