什么是气固耦合 流体力学的三种研究方法和优缺点
流固耦合力学一般指什么力学问题?流固耦合的特征,流固耦合的求解方式,流固耦合动力学的目录,热流耦合与流热固耦合一样吗?分别怎么解释?有什么区别?什么是流固耦合?
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流体力学的三种研究方法和优缺点
比如结构抗风,石油开采,航空航天,生物力学,外力地质作用,化学反应溶质溶剂相互作用,都涉及到流固耦合问题
流固耦合传热条件
流固耦合问题可由其耦合方程定义,这组方程的定义域同时有流体域与固体域。而未知变量含有描述流体现象的变量和含有描述固体现象的变量,一般而言具有以下两点特征:1)流体域与固体域均不可单独地求解2)无法显式地削去描述流体运动的独立变量及描述固体现象的独立变量从总体上来看,流固耦合问题按其耦合机理可分为两大类:第一类问题的特征是耦合作用仅仅发生在两相交界面上,在方程上的耦合是由两相耦合面上的平衡及协调来引入的如气动弹性、水动弹性等。第二类问题的特征是两域部分或全部重叠在一起,难以明显地分开,使描述物理现象的方程,特别是本构方程需要针对具体的物理现象来建立,其耦合效应通过描述问题的微分方程来体现。实际上流固耦合问题是场(流场与固体变形场)间的相互作用:场间不相互重叠与渗透其耦合作用通过界面力(包括多相流的相间作用力等...)起作用,若场间相互重叠与渗透其耦合作用通过建立不同与单相介质的本构方程等微分方程来实现。
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求解时有三种方式1.两场交叉迭代。2.直接全部同时求解。3.有限元求解。流固耦合的数值计算问题,早期是从航空领域的气动弹性问题开始的,这也就是通过界面耦合的情况,只要满足耦合界面力平衡,界面相容就可以。气动弹性开始主要是考虑机翼的颤振边界问题,计算采用简化的气动方程和结构动力学方程,从理论推导入手,建立耦合方程,这种方法求解相对容易,适应性也较窄。现在由于数值计算方法,计算机技术的发展,整个的求解趋向于NS方程(纳维-斯托克斯方程Navier-Stokes equations)与非线性结构动力学。一般使用迭代求解,也就是在流场,结构上分别求解,在各个时间步之间耦合迭代,收敛后再向前推进。好处就是各自领域内成熟的代码稍作修改就可以应用。其中可能还要涉及一个动网格的问题,由于结构的变形,使得流场的计算域发生变化,要考虑流场网格随时间变形以适应耦合界面的变形。不过现在国外比较时髦的好像都在做系统性的设计问题,数值计算一般已经可以满足需要。在数值计算的初步估计基础上,通过降维模型(reduced order model) 可以很快的得到初步设计方案,再通过详细的数值计算来验证。目前流固耦合做得比较好的软件GDS Studio、COMSOL和ADINA。
流固耦合计算出来的结果怎么分析
第1章 流固耦合概述1.1 流固耦合基本概念1.2 流固耦合问题应用1.3 流固耦合分析方法1.3.1 线性流固耦合分析方法1.3.2 非线性流固耦合分析方法1.3.3 物态变化时流固耦合分析方法参考文献第2章 流固耦合的有限元法2.1 流体运动方程与流体元2.1.1 流体运动方程2.1.2 流体元2.2 结构运动方程2.3 时域与频域求解2.4 湿模态法与干模态法2.4.1 湿模态法2.4.2 干模态法2.5 杂交子结构法参考文献第3章 流固耦合的边界元法3.1 流体控制方程3.2 Green方程3.3 Hess-Smith方法3.4 干模态法3.5 湿模态法3.6 边界元法的应用参考文献第4章 流固耦合的SPH方法与谱单元方法4.1 概述4.2 SPH方法4.2.1 SPH基本原理4.2.2 SPH方法的关键技术4.2.3 SPH方法的数值实现4.2.4 SPH方法在舰船接触爆炸中的应用4.3 谱单元方法4.3.1 谱单元方法简介4.3.2 谱单元方法原理4.3.3 一维谱单元方法的应用4.3.4 三维谱单元方法的应用4.4 流固耦合问题的其他分析方法参考文献第5章 瞬态载荷作用下的流固耦合分析5.1 延迟势法及其数值解法5.1.1 延迟势法5.1.2 延迟势法的数值解法5.2 双渐近法5.2.1 早期近似法5.2.2 后期近似法5.2.3 双渐近法的形成5.2.4 声学近似DAA法5.3 改进的双渐近法5.3.1 改进方法的背景5.3.2 求解思路5.3.3 非线性双渐近法的有效性5.3.4 非线性双渐近法的应用5.3.5 冲击波对舰船结构的损伤5.3.6 冲击波与气泡对舰船结构的损伤参考文献第6章 小尺度物体的流固耦合振动6.1 漩涡脱落与涡激振动6.1.1 漩涡形成和脱落机理6.1.2 漩涡脱落特性6.2 细长弹性体的流固耦合振动预报6.2.1 升力振子模型6.2.2 升力相关模型6.2.3 弹性双柱流固耦合振动预报方法6.3 线内振动6.4 波流中小尺度物体振动分析6.4.1 莫里森公式6.4.2 莫里森公式中系数的讨论6.4.3 升力系数6.4.4 波浪中圆柱体的尾涡图形6.5 涡激振动的抑制方法6.6 深海立管与管线的涡激振动6.7 跳跃振动6.7.1 发生跳跃振动的条件和判断准则6.7.2 跳跃振动的稳态解6.7.3 减小跳跃振动的方法参考文献第7章 水下气泡与边界的耦合效应7.1 水下气泡动力学特性数值模型7.2 水下放电气泡实验设计7.2.1 电火花气泡形成原理7.2.2 实验装置的安装与使用7.3 水下气泡的种种特性7.3.1 自由场中气泡7.3.2 水平壁面附近气泡7.3.3 自由面附近气泡7.3.4 舷侧附近气泡7.3.5 气泡融合效应7.3.6 气泡与复杂结构的相互作用7.3.7 气泡与边界相互作用的数值模拟参考文献
热流密度和总传热热阻关系
不一样!
热流耦合是指温度场(温度)-渗流场(流体)之间的相互影响;
而热流固耦合是指温度场(温度)-渗流场(流体)-应力场(固体)之间的相互影响