学习流固耦合理论时的旧笔记。
在这篇论文中,讨论了将用在流固耦合计算中的一类高阶时间积分方法。
对应用敏感的默认设置使得对更适合的单元公式或数值算法的选取变得容易,以便在精度和CPU时间上获得最好的可能解。
将模型的欧拉和拉格朗日部分耦合的第一个任务是在拉格朗日结构上创建一个表面。这个表面是用来传递两个求解区域之间的力的。
耦合面必须具有正的体积以便符合MSC.Dytran的内在要求。这意味着表面的任何部分的发现方向必须指向外面。
既然MSC.Dytran是一个显式代码,因此不需要矩阵分解。这样,一些隐式代码会发生的矩阵奇异的问题也就不存在了。
这种算法是不对称的,这是因为从点会被检查是否穿透了主(单元)分割但是反过来并不成立。这意味着从面上的网格必须比主面上的网格更精细。如果不是这样,就会在下面所示的两个尺度上发生穿透。
在欧拉网格上施加荷载和约束与在拉格朗日网格做这件事是有些不同的。欧拉约束是施加在网格的单元表面上而不是节点上的。
ALE方法包含一个拉格朗日步骤,在该步骤中网格节点随着材料的流程而移动,一个区域重划分步骤,在该步骤中网格被修改以便提高质量, 还有一个重新映射步骤,在该步骤旧网格上的解被传递到了新的,改良的网格上。
三种耦合分别被称为流固耦合,多孔流固耦合和热流固耦合。
在一个普通的ALE 坐标系统中, 用积分形式来表示被边界约束的任意体积V中的控制方程更加方便。
Gap条件在包含活门的动态FSI建模时是非常有用的。
牵引力平衡是一个规定流体和固体应力必须在界面的法线方向上平衡的动态条件。
必须用一个组织良好的FSI 耦合核心方案来连接两个模型。该耦合方案应能为现有的数值方法提供连续性,以及两个模型间的兼容性,并且与单元种类,材料属性,或者网格拓扑形式无关。
设耦合系统的求解向量为X=(Xf, Xs) ,并且离散求解方程为F=(Ff, Fs)=0,其中Xf/Xs和Ff/Fs分别为流固求解向量和求解方程。
在直接计算方法中,牛顿拉斐逊法被用来求解耦合方程。
通常情况下,两个或者更多的物理系统互相作用,如果不同时求解另一个就不可能单独求解