導(dǎo)讀：流固耦合，是研究可變形固體在流場作用下的各種行為以及固體變形對流場影響這二者相互作用的一門科學(xué)。它是流體力學(xué) (CFD) 與固體力學(xué) (CSM) 交叉而生成的一門力學(xué)分支，同時也是多學(xué)科或多物理場研究的一個重要分支。

流固耦合力學(xué)的重要特征是兩相介質(zhì)之間的相互作用，變形固體在流體載荷作用下會產(chǎn)生變形或運動。變形或運動又反過來影響流體運動，從而改變流體載荷的分布和大小，正是這種相互作用將在不同條件下產(chǎn)生形形色色的流固耦合現(xiàn)象。

一、ANSYS流固耦合的仿真策略

當(dāng)你研究的問題，不僅涉及到了流場的分析，還涉及到了結(jié)構(gòu)場的分析，而且二者之間存在著明顯的相互作用的時候，你就考慮進行流固耦合分析。

ANSYS目前主要提供了兩種流固耦合仿真策略：

（1）基于結(jié)構(gòu)模塊+Fluent+系統(tǒng)耦合器

該方法在Fluent中完成流場求解，獲得流場的壓力；在結(jié)構(gòu)模塊（穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)）完成固體場求解，獲得變形，然后通過系統(tǒng)耦合器完成數(shù)據(jù)的交互傳遞，該方法，即可以完成單向流固耦合計算，也可以完成雙向流固耦合計算，但是在同一時刻，只有一個場在求解，雙向流固耦合的求解時間較長。

（2）基于LS-DYNA軟件完成流固耦合計算

LS-DYNA支持ICFD求解器與其自身的固體力學(xué)求解器之間的耦合。ICFD求解器適用于五大行業(yè)多物理場應(yīng)用：

汽車行業(yè)，LS-DYNA傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，ICFD可針對熱-結(jié)構(gòu)耦合的外部空氣動力學(xué)分析提供解決方案；

制造行業(yè)，ICFD可應(yīng)用于冷卻相關(guān)分析，例如金屬沖壓，電池組的冷卻等；

能源行業(yè)，尤其是風(fēng)能行業(yè)。對擁有準(zhǔn)確空氣動力學(xué)預(yù)測的風(fēng)力渦輪機進行FSI分析；

航空航天，ICFD在降落傘仿真領(lǐng)域的最新研發(fā)進展，可以說這是一種最為先進的成果，包括流體與由多孔介質(zhì)材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)之間的耦合；

生物醫(yī)學(xué)行業(yè)，如今越來越多的公司借助LS-DYNA深耕醫(yī)學(xué)行業(yè)，以更好地設(shè)計產(chǎn)品以及更深入地了解未來趨勢，特別是在心臟起搏器、心率失常電生理模擬、人工瓣膜流固耦合、形狀記憶合金血管支架等領(lǐng)域，LS-DYNA FSI耦合具有獨特的優(yōu)勢。

此外，也可以通過使用ALE方法，完成流固耦合計算，以上方法均通過關(guān)鍵字完成設(shè)置，也只使用LS-DYNA的一個求解器，但是學(xué)習(xí)起來稍微困難一些。

審核編輯 ：李倩