耦合分析 — 流体-结构耦合 — 文章目录
流体-结构耦合（FSI）处理流体力使结构变形或运动、而变形又改变流场的问题，旗帜飘动、输电线舞动、储罐内液体晃荡都是典型例子。耦合强弱由密度比和刚度决定：结构越轻、流体越重（如血管、水槽），耦合越强，分离迭代解法越难收敛，这是选择解法的出发点。
《晃荡-结构耦合》讲解地震时储罐和运输容器中液面晃动与壁面应力的评价（包括附加质量的思路）。《雨风振动分析》讲解斜拉桥拉索上形成雨水水线（rivulet）而引起的特殊气动不稳定现象，并深入讨论风洞试验与CFD-结构耦合的分工。
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- 气动弹性颤振分析
气动弹性颤振分析的理论与数值计算方法。流体力与结构力的动态耦合导致自激振动，颤振速度判定，航空机翼和汽轮机叶片的安全性评估。 - 主动脉瓣FSI解析
主动脉瓣随心脏收缩而开闭，每天承受约10万次负荷循环。瓣叶的开闭行为由血流与瓣膜组织的强相互作用决定，仅用流体或结构解析是不够的。是人工瓣膜（机械瓣、生体瓣、TAVI瓣）设计优化、瓣膜病进展预测、手术计划的必需技术。 - 末梢血管血流FSI
末梢动脉直径通常小于数毫米，管壁较薄，因此受血压影响产生的形变相对显著。当管壁扩张时，血管横截面积增大，血流速度随之改变；而流速的变化又会进一步影响血管壁面剪切应力与内部压力。若忽略这种双向耦合作用， - 血管支架展开FSI
血管支架展开FSI的流体结构耦合仿真方法。血管内膨胀行为与血流相互作用数值分析，提高医疗器械设计精度。FSI分析、血流仿真对应。 - 桥梁风荷载流固耦合
长大桥（悬索桥、斜拉桥）对风敏感，风荷载引起的动力响应支配结构安全性。1940年塔科马海峡大桥的倒塌是典型案例。不仅需要预测静风压，还需精确预测涡致振动、颤振、跨越和抖振等风-结构耦合现象。 - 溃坝流体-结构耦合
溃坝流体-结构耦合分析的理论与数值计算方法。FSI分析评估堤体响应与实务应用。非线性有限元法、无网格法对应。 - 地震时大坝的流体-结构耦合
地震动导致大坝堤体振动时，背后的水库中的水作为动压作用于大坝表面。这种动水压增大了大坝的响应，在某些情况下会威胁堤体的安全性。自Westergaard（1933）的经典研究以来，大坝的抗震设计中必须考虑动水压的影响。 - 旗·膜的FSI分析
旗·膜的FSI分析的理论基础、数值计算手法到实际应用的详细解说。涵盖流体-结构耦合仿真的手法和最新研究。 - 心脏瓣膜的FSI
心脏瓣膜流固耦合FSI仿真：涵盖血液非牛顿建模、离散化方法选择、时间积分与壁面剪切应力评估，结合软件对比指导生物力学心血管分析实践。 - 血流动力学仿真
血流动力学仿真中的FSI分析方法、实际应用、软件对比。讲解医疗器械开发和血管内流场分析所需的理论与实施方法。 - 水弹性问题
船舶和海洋结构物受波浪荷载时，结构物的弹性变形影响流体力，流体力又改变变形，两者相互作用。VLFS（超大型浮体结构物）和集装箱船的喷浪响应、抽动响应评估必不可少。流体侧以势流理论为基础。 - 冰-结构相互作用
冰-结构相互作用仿真：基于弹塑性FEM、惩罚法接触算法与CZM冰破碎模型，涵盖冰材料参数、网格策略与冰海航行分析的流固耦合实务指南。 - 降落伞FSI
讲解用流固耦合（FSI）模拟降落伞展开的方法。伞盖用膜单元和悬垂线缆单元表示，由于质量比极小而形成强耦合。涵盖织物透气性建模、ALE流体泄漏和展开过程数值不稳定的对策，以及主要工具的比较。 - 螺旋桨空蚀FSI
（空洞现象）导致螺旋桨叶面产生非定常压力波动，引发叶片振动、侵蚀和噪声。由于叶片的弹性变形改变了空蚀模式，需要进行流体-结构耦合分析。采用液相和气相的混合密度求解Navier-Stokes方程。 - 雨风振动分析
雨风振动分析的理论基础、数值计算手法及实际应用讲解。涵盖风雨引发的振动现象仿真与故障排除的完整技术指南。 - 船舶振荡分析
船舶在波浪中航行时，船底与水面碰撞会在极短时间内产生巨大的冲击压力。这种现象分为船首的弓形振荡（bow flare slamming）、船底振荡（bottom slamming）和船尾振荡（stern slamming）… - 晃荡-结构耦合
晃荡-结构耦合的理论和数值计算方法说明。液体晃荡现象与结构响应的耦合分析、CFD-结构耦合模拟的实务应用方法介绍。 - 管束流致振动分析
用Connors公式的算例讲解换热器管束流致振动。外径19.05 mm钢管，折流板间距400、600、800 mm时固有频率为223、99、56 Hz，流体弹性失稳临界流速为7.5、3.3、1.9 m/s， - 涡激振动（VIV）分析
涡激振动（VIV）分析的理论与数值计算方法。了解海洋立管和烟囱的涡激振动机制，掌握CFD进行流固耦合仿真。 - 水锤（Water Hammer）分析
用压力波速和茹科夫斯基公式讲解阀门突然关闭时管内发生的水锤。钢管、PVC管、PE管的波速在1,270～290 m/s之间，2 m/s流速突然截止时压力上升0.6～2.5 MPa； - 风荷载-结构耦合分析
从随高度增加的风速幂律分布、速度压、阻力以及涡脱落共振讲解作用于结构的风力。高40 m、直径2 m的假想烟囱示例表明：地表粗糙度使根部弯矩在741～988 kN·m之间变化；固有频率1 Hz时，