作為流流合版塊的版主，我感到慚愧。因為我?guī)缀蹙蜎]真正應(yīng)用流固耦合做過工程。第一次應(yīng)用流固耦合還要追溯到做碩士畢業(yè)論文的時候，當(dāng)時做的是高壓水射流切割，屬于一個大課題中的小項，主要用的軟件是fluent。

但是利用fluent是沒辦法計算射流的切割效果的，流體軟件只能計算流場參數(shù)（壓力、速度、溫度等），對于應(yīng)力計算實在是力不從心。我不知道導(dǎo)師是從哪里聽來的風(fēng)聲，說讓使用mpcci將fluent與abaqus耦合計算固體變形乃至斷裂。當(dāng)時也是初生牛犢不怕虎，老師說用那就用唄，于是開始關(guān)注固體計算，關(guān)注abaqus，關(guān)注mpcci。然而現(xiàn)實是殘酷的，流體與固體采用不同的計算網(wǎng)格（流體用歐拉網(wǎng)格，固體采用拉格朗日網(wǎng)格），對于斷裂的問題，單純采用abaqus勉強(qiáng)可算，然而耦合上流體之后，通常計算會以出現(xiàn)負(fù)體積而告終。

多次的失敗終于磨滅了導(dǎo)師的耐心，于是項目轉(zhuǎn)而采用LS-DYNA的ALE進(jìn)行解決，而我的畢業(yè)論文，則徹底的舍棄了這一部分。搞射流的自然離不開噴嘴的設(shè)計，在研究射流噴嘴結(jié)構(gòu)在高壓流體作用下的材料行為，于是又涉及到了流固耦合問題，這次很幸運，雖然壓力很高，然而壓差并不大，噴嘴的變形處于彈性小變形階段，我采用workbench中的CFX+ANSYS mechanic圓滿的完成了任務(wù)，計算的是雙向流固耦合，雖然到現(xiàn)在也不敢去評判計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，但好歹也是計算完畢，順利的通過了畢業(yè)答辯。

說起流固耦合，其實包含的范圍很寬。我們做流體，其實就包含了流場、溫度場、組分場等的計算。

流固耦合包含的以下幾類問題：

(1) 單向流固耦合。通常是忽略固體變形對流場的影響。

(2) 雙向流固耦合?？紤]流場對固體變形的影響，同時也要考慮固體形變對流場的影響。計算量很大，而且很難收斂。

(3) 熱應(yīng)力計算。這個主要是溫度與結(jié)構(gòu)的耦合。計算結(jié)構(gòu)在溫度變化影響下的應(yīng)力應(yīng)變分布。

流固耦合計算量相當(dāng)大，主要是因為固體計算對內(nèi)存的消耗很大。因此在工程上，若不是特別需要的話，盡量少用流固耦合，能用單向耦合計算的盡量不用雙向耦合，能不用耦合的盡量不用。因為計算資源要求太高，必然導(dǎo)致網(wǎng)格數(shù)量的下降，導(dǎo)致計算精度的降低。

那么什么時候需要用流固耦合呢？ 

(1) 流體與固體耦合非常強(qiáng)烈時。如風(fēng)中飄動的紅旗。這通常是由于固體剛度比較小，變形比較大的原因所引起。 

(2) 對于一些涉及到考慮流場中的固體應(yīng)力計算問題，通常要采用流固耦合方法。

流固耦合計算的數(shù)據(jù)傳遞方式及傳遞物理量：

(1) 對于單向耦合，通常傳遞的物理量為壓力。實際上是將流體計算的壓力當(dāng)作載荷加載在固體上，計算固體的應(yīng)力應(yīng)變。 

(2) 雙向耦合問題，通常在每一步都需要傳遞數(shù)據(jù)，流體計算傳遞的數(shù)據(jù)為壓力，固體求解器所傳遞的數(shù)據(jù)為節(jié)點位移。這樣在每一次迭代后更新固體載荷與流場情況。

強(qiáng)耦合與弱耦合的問題：

強(qiáng)耦合主要是指將固體與流體計算所需的物理量耦合在一個大系統(tǒng)中進(jìn)行求解，目前還沒有任何軟件能解決強(qiáng)耦合問題。而弱耦合則是流場與固體變形分別計算，只是在不同求解器間傳遞數(shù)據(jù)，當(dāng)前幾乎所有流固耦合問題求解器都只能求解弱耦合問題。

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(qiáng)，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(qiáng)非線性問題，求解經(jīng)常出錯。此組合亦可求解單向耦合。 

FLUENT+Mechanic：此組合只能求解單向耦合問題。先算流場，將壓力數(shù)據(jù)導(dǎo)入只mechanic計算應(yīng)力。 

MPCCI：相當(dāng)于一個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平臺，能耦合很多求解器，如fluent+abaqus，應(yīng)當(dāng)說是最專業(yè)的流固耦合平臺。 

comsol：據(jù)說是專業(yè)的多物理場計算軟件，具體沒用過，不好說。 

abaqus：專長在于固體計算，但是自從6.10版之后添加了CFD模塊，沒用過，不知道能力如何，不過對于abaqus公司的研發(fā)能力應(yīng)當(dāng)值得期待。star ccm+：這個軟件很有意思，里頭包含了一個利用FVM計算固體應(yīng)力的模塊，看了例子，不知道計算準(zhǔn)不準(zhǔn)確。