本章介绍了线性和非线性弹性结构模型的理论基础,这些模型可用于进行涉及预测受流体流动影响的固体中应力的流动分析。此功能适用于2D平面和3D网格,但不适用于2D轴对称网格。在物理上,该功能仅限于线性等温和各向同性弹性。

尽管单独解决弹性问题可能很有趣,但结构模型的真正价值在于能够在Fluent会话中完全执行流固耦合(FSI)模拟。这被称为“固有FSI”,因为所有的结构计算都由Fluent执行;请注意,您也可以使用外在求解器来处理FSI问题,通过映射或系统耦合将结构数据整合到您的Fluent流体模拟中。流场会在与固体接触的界面边界上施加力,这将导致固体变形;固体域的位移反过来会导致流体域的变形。

线性或非线性弹性问题属于椭圆型问题,即其行为主要由边界值(而非初始值)决定。因此,使用有限元方法来求解固体中的应力和变形是很自然的。在FSI边界的流体侧,物理行为通常由输运主导(至少当雷诺数足够大时),因此有限体积法是合适的。关键在于如何在这两个区域/方法之间建立通信。

以下各节提供了关于结构模型的理论信息:

关于如何使用结构模型和进行模拟设置的信息,请参阅用户指南中的“在Fluent中建模流固耦合(FSI)”。