CFX_流固双向耦合的实现.pdf

节选段落一：
CFX 流固双向耦合的实现 
2010.6.4  精仪  设计所  王昊森 
○流固耦合基本问题 
流固耦合问题一般分为两类，一类是流‐固单向耦合，一类是流‐固双向耦合。单向耦合
应用于流畅对固体最用后，固体变形不大，即流畅的边界形貌改变很小，不影响流畅分布的，
可以使用流固单向耦合。先计算出流畅分布，然后将其中的关键参数作为载荷加载到固体结
构上。典型应用比如小型飞机按刚性体设计的机翼，机翼有明显的应力受载，但是形变很小，
对绕流不产生影响。当固体结构变形比较大，导致流畅的边界形貌发生改变后，流畅分布会
有明显变化时，单向耦合显然是不合适的，因此需要考虑固体变形对流畅的影响。


节选段落二：
比如大型客机的机翼，上下跳动量可以达到
5 米，以及一切机翼的气动弹性问题，都是因为两者相互影响产生的。因此在解决这类问题
时，需要进行流固双向耦合计算。 
 
○双向流固耦合的基本方式
双向流固耦合的基本思路是：分别计算流场和固体结构，然后通过中间平台交换耦合量。
每次大迭代中，分别进行一次流体计算和固体计算，并交换 2 次数据（每个方向各一次），
直到最终收敛。这种通过交换耦合边界的耦合量实现的双向耦合称为松耦合方式（即非耦合
方程方式求解）。


节选段落三：
（2） CFX-ANSYS（12.0 版本）
CFX 是集成于 ANSYS 中的流体计算软件，虽然功能较 fluent 差，但是目前只有
CFX 可以不借助第三方软件与 ANSYS 实现双向流固耦合的计算。因此现在选用
CFX-ANSYS 来解决双向流固耦合问题。其基本框架与 MPCCI 相同，实现耦合的
通讯软件为 MFX(multi-field solver)。
○基本思路
基本的方法：形成 2 套网格和边界，其中包含了特殊定义的耦合边界和状态、参数，耦
合软件将通过定义的耦合边界来传递耦合参数，并指挥流体、固体求解器计算，依次实现双
向耦合分析。