聊聊流固热耦合

以前都是讲流固耦合，较少提及到流固热耦合。之所以提流固热耦合，主要原因还是在于流固耦合所涉及的内容偏少的原因。就目前ANSYS中所使用的那种流固耦合计算方式，并未涉及到太多高深的理论，当然如果将流体和固体计算背后的理论也算在里头的话，那就当我没说过。不过这里讲流固耦合计算，自然不太可能去讲太多流体与固体计算背后的原理和理论了，这个培训课程本来就是要求参与者同时具备一定的流体和固体计算基础。

具体需要哪些基础呢，这里可以简单列举一些：

1、流体部分

流体计算需要了解的一些基础内容包括：

• 流体计算流程。这里指的是Fluent操作流程，至少应该会使用Fluent计算一些常规流动问题，由于双向耦合涉及到瞬态计算，因此还必须了解瞬态计算中的一些参数设置，如物理量监测与保存等。
• 动网格技术。由于双向流固耦合计算涉及到动网格技术，因此要求参与者至少应该清楚动网格模型参数设置，以及动网格技术中的各种网格更新方法及参数设置。
• 收敛控制。事实上流固耦合计算中，绝大多数的不收敛是发生在流体求解器上，这里需要掌握流体求解器中关于收敛控制参数的设置。

2、结构部分

结构求解器需要了解的基础内容包括：

• 结构计算流程。包括约束与载荷的设置、收敛控制参数设置等。
• 一些常见固体结构计算流程。如静力学计算、瞬态动力学计算等流程。

3、其他问题

除了流体求解器与固体求解器的一些基础外，还需要了解其他的一些内容，包括：

• 流体与固体网格处理。
• system coupling模块的使用流程。

流固耦合已经比较麻烦了，再添加热问题进去，问题似乎变得更加的复杂，结构和热耦合会演化出热应力问题以及摩擦热问题，流体-热-结构的耦合可以演化出流体作用下的热应力问题。目前system coupling模块只能实现两个求解器的耦合，如何计算三场耦合就比较麻烦了，这里需要修改默认单元类型，添加多物理场自由度。