内在FSI用于指代一种流固耦合模拟,其中使用同一个求解器同时求解流体流动控制方程和固体形变。在内在FSI背景下,流体和固体域共享一个公共界面,其离散化是一致的。固体域的位移将由流体产生的连续力引起;这些力当然是先验未知的,并且是计算的一部分。

如果固体区域的预期位移可以忽略不计,那么只需考虑单向FSI模拟即可。单向FSI模拟可以是稳态的或瞬态的;这取决于为流体流动模拟选择的设置。

在固体域计算的位移影响流体域的情况下,应使用双向FSI方法,例如以下示例:围绕柔性铝制挡板的高压流动,或初始变形后在流体中自由振荡的悬臂薄板。对于此类情况,流体域将根据固体域上计算的位移发生变形;当然,这些位移也是先验未知的,并且是整个计算的一部分。在双向FSI的背景下,流体-固体接口两侧的物理和数值方法不同;然而,需要确保位移和速度的连续性以及应力的平衡。双向FSI通过瞬态方案求解,默认使用显式网格更新,使得动态网格仅在时间步长的开始时更新;对于强FSI耦合的情况,应启用隐式更新方案,以便在时间步长内进行更新。

需要注意的是,在线性弹性范围内考虑小位移。因此,尽管固体也会变形,但固体上的位移控制方程的计算将基于初始坐标进行。