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做CAE仿真，理清各類“耦合”概念是跨入多物理場(chǎng)分析的第一步。今天直接拆解4個(gè)核心黑話，建議工程師在做復(fù)雜系統(tǒng)仿真前明確這些基本定義。 耦合場(chǎng) (Coupled Field) 真實(shí)物理世界中，聲、熱、力、電磁等物理場(chǎng)往往不是孤立存在的，它們相互影響的過程就是耦合。例如電機(jī)發(fā)熱導(dǎo)致結(jié)構(gòu)熱膨脹，這就涉及到電磁-熱-力多場(chǎng)耦合。

通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)耦合對(duì)計(jì)算結(jié)果有很大的影響，對(duì)泵進(jìn)行流固耦合分析使得分析結(jié)果更加真實(shí)，更有利于對(duì)泵的流場(chǎng)和轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行分析。

本案例利用Fluent 內(nèi)置雙向流固耦合FSI對(duì)液艙晃蕩仿真展開了計(jì)算，提供了一種更為便捷快速的分析方法，對(duì)不同楊氏模量的液艙內(nèi)部構(gòu)件進(jìn)行分析，后續(xù)可以通過該案例對(duì)不同的雙向流固耦合模型展開計(jì)算分析。1 SCDM 設(shè)置1.1 導(dǎo)入幾何 本案例根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，建立了對(duì)應(yīng)的液艙幾何模型。

2、FLUENT+ANSYS單向耦合基本設(shè)置 FLUENT+ Mechanical APDL的單向耦合分析過程與CFX+ Mechanical APDL單向耦合過程十分相似，單擊File>FSI Mapping>Surface,在彈出的Surface FSI Mapping對(duì)話框中，指定保存的ANSYS CDB文件為

所有 FSI 流-固耦合邊界都是拉格朗日變形，其結(jié)構(gòu)允許精確地施加邊界條件。結(jié)構(gòu)力學(xué)的顯式和隱式求解器 都可以被激活使用，從而可以實(shí)現(xiàn)弱 FSI 流-固耦合分析或強(qiáng) FSI 流-固耦合分析。 FSI 分析有三種耦合方向： 雙向耦合。

大橋劇烈晃動(dòng)直至崩塌 HyperWorks的流體求解器AcuSolve流固耦合分析分為四種情況：?分析穩(wěn)態(tài)的流場(chǎng)壓力和溫度場(chǎng)對(duì)固體變形的影響，也叫 TFSI (Thermal-FSI)屬于單向耦合；?分析流體動(dòng)載荷引起的固體振動(dòng)現(xiàn)象，也叫P-FSI (Practical FSI)，屬于單向耦合；?瞬態(tài)流動(dòng)引起固體大變形，并反饋給流場(chǎng)，也叫DC-FSI (Direct Coupling

大橋劇烈晃動(dòng)直至崩塌 HyperWorks的流體求解器AcuSolve流固耦合分析分為四種情況： 分析穩(wěn)態(tài)的流場(chǎng)壓力和溫度場(chǎng)對(duì)固體變形的影響，也叫 TFSI (Thermal-FSI)屬于單向耦合； 分析流體動(dòng)載荷引起的固體振動(dòng)現(xiàn)象，也叫P-FSI (Practical

大橋劇烈晃動(dòng)直至崩塌 HyperWorks的流體求解器AcuSolve流固耦合分析分為四種情況： 分析穩(wěn)態(tài)的流場(chǎng)壓力和溫度場(chǎng)對(duì)固體變形的影響，也叫 TFSI (Thermal-FSI)屬于單向耦合； 分析流體動(dòng)載荷引起的固體振動(dòng)現(xiàn)象，也叫P-FSI (Practical

流固耦合（Fluid-solid interaction，FSI）計(jì)算，通常用于考慮流體與固體間存在強(qiáng)烈的相互作用時(shí)，對(duì)流體流場(chǎng)與固體應(yīng)力應(yīng)變的考察。FSI計(jì)算按數(shù)據(jù)傳遞方式可分兩類：?jiǎn)蜗?em>耦合與雙向耦合。

本文以一根細(xì)管在脈沖荷載下的變形過程為例，說明用Simcenter STAR-CCM+分析FSI的詳細(xì)步驟，并給出分析結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比。幾何和網(wǎng)格本例所用的幾何結(jié)構(gòu)是一個(gè)簡(jiǎn)單的半管模型，如圖1所示，直徑0.02 m，長(zhǎng)1.20 m，其中流動(dòng)通過速度入口進(jìn)入，壓力出口流出。管道的內(nèi)壁面作為流體流動(dòng)的固體邊界，但在整體幾何結(jié)構(gòu)的中間部分（中段0.4m的部分）與流體域動(dòng)態(tài)耦合。

什么是流固耦合？ 流固耦合（FSI）是流體流動(dòng)與固體結(jié)構(gòu)的相互作用。想象一下讓渦輪葉片旋轉(zhuǎn)起來的一陣風(fēng)、在波浪中行駛的船體或急速掠過F1賽車前擾流板的氣流。只要流體和結(jié)構(gòu)相遇，就會(huì)發(fā)生流固耦合 (FSI)。

? 接上一篇博客，基于Hypermesh前處理與Fluent、Optistruct求解器的流固耦合分析（一）流場(chǎng)計(jì)算 ，目前已完成了從Hypermesh前處理到Fluent流場(chǎng)計(jì)算，獲得了流體結(jié)構(gòu)邊界面的壓強(qiáng)信息，本篇博客將繼續(xù)說明后續(xù)的流固耦合計(jì)算過程。 ?

* ALE_STRUCTURED_FSI與* CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID（簡(jiǎn)稱*CLIS）的比較：1 Coupling Type 耦合類型：與*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID不同的是，*ALE_STRUCTURED_FSI只有懲耦合方法，與*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID中的CTYPE = 4/5

本案例采用有限元分析軟件LS-DYNA來求解分析降落傘的充氣過程。 首先建立傘衣幾何模型，初始狀態(tài)設(shè)定為半折疊狀態(tài)，如圖1所示，將其保存為stp格式并導(dǎo)入Hypermesh中進(jìn)行前處理。確定傘繩初始長(zhǎng)度，并設(shè)定頂點(diǎn)位置，通過line功能建立傘繩線條。根據(jù)幾何模型大小對(duì)流體域進(jìn)行建模，可設(shè)置為圓柱體域空間，選擇合適的尺寸對(duì)上述部件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，計(jì)算模型可參考圖2。

2、熱—固耦合分析熱固耦合的基本思路是先進(jìn)行熱傳導(dǎo)分析以獲取結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)，這個(gè)溫度場(chǎng)將作為結(jié)構(gòu)分析的載荷的一部分，耦合分析將按照嚴(yán)格的順序進(jìn)行，通常會(huì)先進(jìn)行熱分析，熱分析影響后續(xù)的結(jié)構(gòu)分析，而結(jié)構(gòu)分析對(duì)熱分析則沒有影響。

雙向流固耦合分析：雙向流固耦合分析是一種將流體與固體模塊相互迭代傳遞數(shù)據(jù)的耦合方法。在葉片顫振分析中，通過雙向流固耦合分析可以更準(zhǔn)確地模擬葉片在氣動(dòng)力作用下的振動(dòng)行為。首先進(jìn)行流體分析，將氣動(dòng)力結(jié)果傳遞到結(jié)構(gòu)分析中；然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，將位移結(jié)果反饋到流體分析中。通過不斷迭代計(jì)算，直至整個(gè)分析收斂到一個(gè)較為穩(wěn)定的振動(dòng)區(qū)間內(nèi)。