隨著工程仿真技術的不斷發展，流固耦合仿真分析已成為很多工程領域解決流固耦合復雜問題的常用方法。作為一款行業應用非常廣的工程仿真軟件，Workbench為工程師們提供了一個多軟件耦合平臺，可用于涉及流固耦合系統問題的仿真求解。

    SimForge?高性能仿真平臺僅需通過web即可享受“PC式高性能體驗”, 使用超算硬件資源和海量軟件資源開展工業仿真工作，高效快速地進行產品創新和技術研究。在云端實現前處理-求解-后處理全流程作業，以及企業組織管理和研發協同。

01 平臺使用介紹

    本文將向您介紹如何在SimForge?高性能仿真平臺通過軟件原生界面操作方式使用Workbench軟件對某戰斗機流固耦合分析，并能夠充分調用超算HPC資源，實現大規模高效仿真求解。

    登錄SimForge?高性能仿真平臺，訂閱Workbench之后，在仿真計算模塊中，雙擊Workbench軟件圖標，進入作業提交界面，填入相應信息提交即可。

圖形化操作打開需打開GUI按鈕，隊列選擇HPC集群隊列（q_x86_sf）

    本次案例使用到VDI模式的GUI圖形可視化界面，可以實時觀察作業的運行狀態，避免無效的計算資源浪費。點擊提交之后，進入遠程桌面（需提前開通遠程桌面），即可見到熟悉的Workbench界面。

02 流體求解

   在Workbench中拖動左側工具欄選擇Fluent流體軟件，在Geometry欄導入本次的飛機模型，點擊Mesh進行相應的網格劃分，網格完成之后點擊Setup進入到Fluent界面設置相應的計算參數進行求解。如圖所示，求解過程中可以實時觀測殘差和監控參數以便及時改正參數（筆者在第一次計算就出現了因湍流模型選擇不當，而導致殘差未呈現收斂趨勢，于是及時暫停計算，并修改了湍流模型，若是非原生界面操作，無效計算不僅浪費了余額，而且還會影響項目的進展）。

   流體求解完成后，可在Workbench中查看后處理云圖，點擊Result即進入CFD-POST，選擇顯示飛機機身的壓力云圖，在接下來的固體求解計算中也是導入流體求解的表面壓力分布結果，進行機身的剛度變形以及應力求解。

03 流固耦合求解

    在流體求解完成之后，我們回到Workbench工作界面，拖動左側Static Structural模塊，將流場的幾何與流體的計算結果鏈接中即可完成模型與流場壓力的傳遞。

    點擊Static Structural模塊中的Model，進入結構模塊，對飛機機身的進行網格劃分，設置相關求解參數，將流場壓力加載到相應的流固耦合面，進行結構求解。結構求解完成之后選擇機身的變形云圖以及應力云圖進行顯示。

機身變形云圖

機身應力云圖

04 總結

    工程師可根據流固耦合分析提供的變形和應力分布信息，針對薄弱點進行優化，同時利用拓撲優化方法對強度富余處進行優化，從而進一步提高飛機結構的性能和可靠性。這種綜合分析和優化方法使工程師能夠針對飛機結構的局部問題進行精細化調整，同時通過拓撲優化，消除不必要的材料使用，實現結構的輕量化設計，提高飛機的飛行效率和燃油經濟性，使飛機具有更高的性能水平。