仲继泽　徐自力

摘要：为了减少流固耦合计算时间，发展了一种时空同步流固耦合算法。在每一次耦合迭代中，首先求解RANS（Reynolds Averaged Navier Stokes）方程，然后采用本课题组所提出的快速动网格技术计算结构及流场网格节点位移，并更新流场网格，实现流场与结构振动的空间同步求解。在每一时间步，通过多次耦合迭代，使流场计算收敛，同时保证结构振动计算的收敛，实现流场与结构振动的时间同步求解。采用该算法对弹性梁流固耦合振动及Wing 445.6颤振问题进行了研究，计算结果与文献中的结果一致。与已有文献的时间同步算法相比，此算法可以减少计算时间81.2%。

关键词：流固耦合；动网格；时间同步；空间同步；时空同步

中图分类号：0327；TBl23

文献标志码：A

文章编号：1004-4523（2017）01-0041-08

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2017.01.006

引言

结构与流体之问的耦合现象在交通运输、船舶、能源、建筑、机械制造、航天航空等工程领域普遍存在，有时会造成结构的损坏。1940年美国TacomaNarrows bridge在风中发生流固耦合振动，最终坍塌。2006年，某轴流压气机叶片发生流固耦合振动，诱发高周疲劳，造成叶片断裂。2010年，美国洛克希德一马丁公司的验证机在飞行实验中，机翼与空气之问的流固耦合效应诱发的颤振使机翼折断。因此，流固耦合已成为研究人员重点关注的问题。

基于CFD/CSD的紧耦合方法可以考虑结构与流场的相互影响，贴近物理实际。因此，研究结构的流固耦合问题通常采用基于CFD/CSD的紧耦合方法。李田采用基于CFD/CSD的流固耦合方法研究了横风下高速列车运行稳定性问题。……