流固交互作用是如何起作用的重要的

什么是流固相互作用?

流固相互作用(FSI)是流体流动与固体结构的相互作用。想象一下，一阵风使涡轮机叶片旋转，波浪条件下的船壳，或者空气掠过F1轿车的前面板r.流体和结构在任何地方相遇，就会发生流固耦合。

Ansys Fluent和Ansys Mechanical可以耦合来模拟流固交互作用，就像这面在风中飘扬的Ansys旗帜。

FSI如何影响产品设计和性能?

理解FSI对于许多产品的设计都是至关重要的。不考虑流体对固体的影响，反之亦然，可能导致高估或低估产品性能。因此，最终的产品设计可能会导致意想不到的和不受欢迎的结果，从恼人的噪音到完全的产品失败。

无论您是在设计桥梁、飞机还是燃气轮机，了解流体和结构的相互作用如何影响您的项目，都需要一个能够准确预测并集成这两种行为的解决方案。

FSI的应用

设计飞机：当飞机飞行时，机翼周围的气流导致机翼变形(这反过来改变了空气流动的方式，使机翼发生更大的变化)。在机翼设计中解决FSI问题可以极大地提高飞机的气动性能。

模拟血流：为了评估动脉瘤中血管阻塞的影响，FSI解释了血压和流速如何影响血管伸展和大小变化的能力。

预测的声音：当气流经过汽车时，引擎盖和后视镜等表面会振动并将声音辐射到车内。通过解决这些问题，工程师可以调整设计以降低噪音并提高乘客的舒适度。

多物理场仿真在FSI中的作用

在FSI有机会危害您的产品之前，您可以通过多物理场模拟来预测和预防它。

比如，如果你想知道湍流和压力变化可能会影响水力涡轮机的完整性，您的分析将包括两者提供的数据Ansys流利和Ansys机械模拟。当独立使用时，这些模拟每次只告诉你一个故事。但通过Ansys Workbench集成，你会看到最准确的预测，这两个物理是如何相互影响的。

Workbench自动在模拟求解器之间交换数据，为您提供一个可以导航的无缝工作空间。

Workbench中先进的网格映射技术可确保数据精确地从计算流体动力学(CFD)转换到有限元分析(FEA)，然后再返回手动输入数据，编写代码，或交换数据文件。手动输入的减少大大减少了错误，因为您可以设置CFD和FEA模拟，拖放，所有内容都转移到一个空间中。

你需要单向或双向FSI模拟吗?

建模方法可以根据流体和固体之间的物理耦合程度以及所需的保真度而有所不同。对于涉及刚体运动和共轭传热的应用，可以忽略变形，并且可以在CFD求解器中完全有效地解决问题。

当必须考虑应力和变形时，流体和结构模拟耦合在求解器之间传输数据，进行单向或双向耦合模拟。

相关内容:结构分析有限元网格划分基础

如何执行单向FSI模拟

通过直接连接CFD和FEA模拟，可以轻松地在Workbench中进行单向模拟。这是通过一个简单的拖放任务来完成的，该任务自动连接模拟的几何图形和解决方案单元格。

如何进行双向FSI仿真

通过将CFD和FEA模拟与系统耦合。这个视频在Fluent中创建一个单向模拟，然后通过Workbench使用Mechanical转换为双向模拟。通过Workbench实现的双向数据交换创建了同步且直接的模拟。

使用FSI来预测和预防

FSI模拟通过预测流体流动与固体结构之间的相互作用，帮助工程师防止可能影响性能并导致产品故障的损坏。要了解更多关于FSI模拟的信息，请访问Ansys Workbench看看这些相关的资源:

• 炮口制退器结构完整性流固耦合仿真(研讨会)
  
• Ansys Fluent流体结构交互与Ansys Mechanical(培训)