[发明专利]一种基于固定网格技术的流固耦合计算方法

摘要

本发明涉及一种基于固定网格技术的流固耦合计算方法，属于流固耦合模拟技术领域。本发明包括步骤：A、调用网格划分模块，采用两套网格：流体和固体组成的整个物理区域，固体区域；B、调用流场计算CFD模块，更新流场状态变量，同时获得流体作用于固体边界节点上的力；C、调用固体计算CSD模块，更新固体状态变量，同时获取固体边界节点上的位移和速度；D、调用结果输出模块，将固体状态变量和流场信息输出到文件，供后处理使用；E、判断是否结束计算。本发明成功避免使用动网格模块，大大节省了网格更新所需要的计算资源；克服了传统的基于移动网格技术时复杂的内部网格更新与边界网格控制运算，不容易准确计算流固界面作用力的缺点。

主权项

1.一种基于固定网格技术的流固耦合计算方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：Step1、调用网格划分模块，采用两套网格：流场区域，固体区域；其中流场区域在欧拉描述下采用笛卡尔网格离散，固体区域在拉格朗日描述下使用适体有限元网格离散；Step2、调用流场CFD计算模块，采用基于分步投影的浸入边界方法，求解不可压缩粘性牛顿流体的流动控制方程，更新流场状态变量，同时获得流体作用于固体边界节点上的力；Step3、调用固体CSD计算模块，采用有限单元方法，求解固体动力学控制方程，更新固体状态变量，同时获取固体边界节点上的位移和速度；Step4、将固体状态变量和流场信息输出到文件，供后处理使用；Step5、判断是否结束计算：如果△t·n＜T，则进入下一时间步，继续执行步骤Step2、Step3和Step4；如果△t·n≥T，则结束整个计算；其中△t为时间步长，T为要求计算的总物理时间，n为时间步数；所述流场区域包括流体和固体所占据的空间区域，固体区域包括刚体区域和弹性体区域。