55、计算流体-结构相互作用耦合技术的分类

计算流体-结构相互作用耦合技术的分类

1 耦合技术的分类概述

计算流体-结构相互作用（FSI）耦合技术是现代工程分析中的重要组成部分，尤其在航空、生物医学和机械工程等领域有着广泛应用。为了更好地理解和应用这些技术，本文将详细介绍耦合技术的分类及其特点。

耦合技术主要分为两大类： 松散耦合 和 紧密耦合 。这两种方法在求解流体和结构之间的相互作用时采用了不同的策略，各有优劣。下面将详细探讨这两种耦合技术及其应用场景。

2 松散耦合（Loosely Coupled）

2.1 概念与流程

松散耦合方法是指流体力学、结构力学和网格移动的方程是顺序求解的。对于给定的时间步长，典型的松散耦合算法首先求解流体力学方程，边界条件采用界面外推的结构位移率；然后求解结构力学方程，界面的流体力学牵引力是更新后的；最后求解网格移动方程，界面的结构位移也是更新后的。

以下是松散耦合方法的典型流程：

1. 初始化流体和结构的状态。
2. 求解流体力学方程，获得更新的流体状态。
3. 使用更新的流体状态求解结构力学方程，获得新的结构位移。
4. 更新网格位置，确保网格与结构位移一致。
5. 重复上述步骤直到达到最终时间步长。

graph TD;
    A[初始化] --> B[求解流体力学方程];
    B --> C[求解结构力学方程];
    C --