|
流-固耦合主要研究流体流动导致结构变形，而结构变形可能会影响流体流动。基于ANSYS Workbench可以实现单向和双向流固耦合，而且可以处理结构发生大变形的双向流固耦合计算，流固耦合计算的典型应用包括，机翼颤振，管道振动，导线覆冰振动，含流体容器晃动，结构跌落入水冲击，柔性结构扰流振动等。目前，ANSYS版本已经更新到了2023R1，各类流固耦合计算功能，更加完善，操作使用更加方便，对于流固耦合根据耦合方式可以分为：（1）单向耦合。A场对B场有影响，而B场对A场没有影响，常见的问题就是热应力计算，一般的热应力计算中，只考虑温度对结构的影响，而忽律结构变形对温度场的影响；（2）双向耦合。A场对B场有影响，而B场对A场也有影响，例如气动颤振问题，流场对结构的变形有影响，反过来结构变形也会影响流场。 
该方法可以完成各类稳态或瞬态的单向流固耦合计算，计算效率高，数据传递稳定，例如，各类流体载荷导致的结构变形和应力，结构在流体作用下的小变形振动等。（2）Fluent+结构模块（稳态或瞬态） 
该方法在Fluent中完成流场求解，获得流场的压力；在结构模块（稳态或瞬态）完成固体场求解，获得变形，然后通过系统耦合器完成数据的交互传递，该方法，即可以完成单向流固耦合计算，也可以完成双向流固耦合计算，但是在同一时刻，只有一个场在求解，双向流固耦合的求解时间较长。 （3）基于LS-DYNA软件完成流固耦合计算 
LS-DYNA支持ICFD求解器与其自身的固体力学求解器之间的耦合。ICFD求解器适用于五大行业多物理场应用：汽车行业，LS-DYNA传统应用领域，ICFD可针对热-结构耦合的外部空气动力学分析提供解决方案； 制造行业，ICFD可应用于冷却相关分析，例如金属冲压，电池组的冷却等； 能源行业，尤其是风能行业。对拥有准确空气动力学预测的风力涡轮机进行FSI分析； 航空航天，ICFD在降落伞仿真领域的最新研发进展，可以说这是一种最为先进的成果，包括流体与由多孔介质材料构成的结构之间的耦合； 生物医学行业，如今越来越多的公司借助LS-DYNA深耕医学行业，以更好地设计产品以及更深入地了解未来趋势，特别是在心脏起搏器、心率失常电生理模拟、人工瓣膜流固耦合、形状记忆合金血管支架等领域，LS-DYNA FSI耦合具有独特的优势。
此外，也可以通过使用ALE方法，完成流固耦合计算，以上方法均通过关键字完成设置，也只使用LS-DYNA的一个求解器，但是学习起来稍微困难一些。（4）基于流体静压单元
该方法不考虑流体流动，主要用于研究封闭空间的流体与固体相互作用，例如轮胎的充气，空气弹簧等结构，相比fluent具有求解稳定，结果可靠，便于操作的特点。 3.后记 为了让大家系统掌握流-固耦合的软件设置方法和理论基础，以及实际工程应用计算方法，仿真秀联合平台优秀讲师张老师于2023年3月4-5日，为大家带来为期两天的《流-固耦合理论与工程应用难点解析》线上培训，通过典型工程实例进行解析讲解，帮助大家快速掌握ANSYS Workbench结构+Fluent模块、LS-DYNA和流体静压单元的流固耦合计算理论与工程应用方法，快速掌握实际工程应用方法。
|
