流-热-固多场耦合方法详解（二）

6月前浏览7866

书接上文，在《流-热-固多场耦合方法详解（一）》一文中，介绍了流-热耦合多场计算的常用系统和适用工况，本文将继续介绍，流-固耦合的相关问题。

2.流-固耦合分析系统

流固耦合，主要是基于Fluent模块，结构模块和系统耦合器模块完成计算。流固耦合计算，即通过Fluent计算获得流场压力，然后将其传递到结构场，如果结构的变形较大，则会对流场产生影响，因此需要进行双向耦合计算，如果结构边形较小，对流场的影响较少，则只需进行单向耦合计算，常用的分析系统如下，下图给出的分析系统分别是单向稳态流固耦合系统和单向瞬态流固耦合系统。

单向流固耦合计算，设置相对简单，计算也比较稳定，用户需要注意的主要问题：获取到流场的准确压力分布，特别是作用到耦合面上的压力分布；选择合适的压力数据映射算法，ANSYS提供了多种压力映射算法，用户可以根据需要进行选择。

下图给出了稳态双向流固耦合和瞬态双向流固耦合，由于Fluent和结构模块分别采用的是有限体积法和有限单元法，因此需要通过系统耦合器模块，完成数据的传递，该模块可以实现将压力数据传递到结构模块和将结构模块的耦合面边形传递到流体。双向流固耦合计算，计算代价大，计算稳定性差的特点，但是双向流固耦合可以研究复杂的流固耦合计算问题双向流固耦合计算中，特别是针对结构有较大的运动位移，则容易产生网格重构的负体积问题，但是如果用户能够给出合理的控制参数，也是可以完成求解的。