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本案例利用Fluent 內置雙向流固耦合FSI對液艙晃蕩仿真展開了計算，提供了一種更為便捷快速的分析方法，對不同楊氏模量的液艙內部構件進行分析，后續可以通過該案例對不同的雙向流固耦合模型展開計算分析。1 SCDM 設置1.1 導入幾何 本案例根據相關文獻，建立了對應的液艙幾何模型。

【全套源文件】STAR-CCM+ & Abaqus 聯合仿真：圓柱體高速入水雙向流固耦合(FSI)深度解析【相關領域】：船舶與海洋工程、兵器科學、航空航天等跨域問題【軟件版本】：STAR-CCM+ 2406 ABAQUS 202X以上本人研究方向為海洋航行器跨域多物理場耦合，指導過多位相關專業碩士博士研究生，科研項目經驗豐富。1.

針對上述難點，Ansys基于葉輪機專用氣動仿真軟件CFX和結構仿真軟件Mechanical，在Workbench平臺下采用CFX + Mechanical雙向流固耦合方法對整個時域歷程下的葉片流動和振動耦合狀況進行高效、高精度仿真分析。該解決方案操作流程簡明、計算精度高，是目前商業軟件中較為成熟的雙向流固耦合解決方案，適合于對跨音、大展弦比風扇/壓氣機葉片進行雙向流固耦合仿真分析。

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據的耦合方法。在葉片顫振分析中，通過雙向流固耦合分析可以更準確地模擬葉片在氣動力作用下的振動行為。首先進行流體分析，將氣動力結果傳遞到結構分析中；然后進行結構分析，將位移結果反饋到流體分析中。通過不斷迭代計算，直至整個分析收斂到一個較為穩定的振動區間內。

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

此種方式支持Nastran、Abaqus、Ansys等。 協同仿真需要與其他結構軟件聯合求解，需要分別設置固體域模型和流體域模型，雖然也用到第三方軟件求解，但協同仿真使用協同仿真引擎來執行耦合，涉及兩個代碼之間的強耦合，仿真過程中兩個模型間自動交換數據，這種方式優于基于文件的耦合。

從算法上講，ANSYS(也包括其他大型商業軟件)主要采用分離解法也就是載荷傳遞法求解流固耦合問題。但從數據傳遞角度出發，流固耦合分析還可以分為兩種：單向流固耦合分析(oneway coupling 或 unidirectional coupling)和雙向流固耦合分析(twoway coupling 或bidirectional coupling)。

Silva J[4]利用CFX+ANSYS Mechanical模塊，實現某壓縮機的吸氣閥片流固耦合仿真，并對其在不同開度下的閥片應力情況進行了分析。武守飛、韓寶坤[5-8]等人使用STAR-CD及Fluent實現了壓縮機閥組的流固耦合仿真，并對閥片運動狀態進行了分析。譚琴、宋明毅[9-12]等人則對轉子式和微型壓縮機的簧 片閥組進行了流固耦合仿真分析，得到了不同工況下閥片的運動規律。

通過堅持不懈的努力，ANSYS流固耦合分析從單向到雙向、從簡單二維模型到復雜三維模型、從小變形分析到基于動網格或網格重構的大變形分析，功能不斷增加，分析能力大幅加強、分析結果日益精確。

實際流固耦合仿真過程只考慮傘衣結構與流場的雙向耦合作用；傘繩在翼傘偏轉過程承受拉力，且通過傘繩施加后緣下拉過程的作用力載荷；忽略傘繩與周圍流體的耦合作用和繩索的阻尼效應。

為了探明葉輪溫度場模型及應力場模型，對于葉輪產生的應力破壞，以離心壓縮機為研究對象，進行基于流固耦合的數值模擬研究，對于離心壓縮機的熱力學特性和可靠性研究具有重要意義。流固耦合是指在流場作用下變形固體的各種行為以及固體變形對流場的交互影響。從CAE實現方式來看，主要有雙向耦合和單向耦合兩種方式，考慮到實現難度和計算成本，本文主要介紹基于Simerics-MP+與ANSYS之間的單向耦合過程。

能解決流固耦合問題的軟件：ADINA：能在一個軟件中解決流固耦合問題，包含有流場求解與固體求模塊，非線性求解能力很強，綜合能力也不錯。只是前處理功能弱一些。 CFX+Mechanic：ANSYS workbench中位移能求解雙向耦合的組合，受mechanic求解非線性能力的限制，對于大變形強非線性問題，求解經常出錯。此組合亦可求解單向耦合。

所有 FSI 流-固耦合邊界都是拉格朗日變形，其結構允許精確地施加邊界條件。結構力學的顯式和隱式求解器 都可以被激活使用，從而可以實現弱 FSI 流-固耦合分析或強 FSI 流-固耦合分析。 FSI 分析有三種耦合方向： 雙向耦合。