单体法 — CAE术语解说

单体方法是将流体+结构、电磁场+热等多种物理现象整合为一个方程系统，同时求解的耦合分析手法。与之相对的是分割型（分离型）方法，即用各自的求解器分别求解各个物理现象，然后交换数据。

单体法在强耦合问题中稳定性和收敛性都很高。分割型法可以组合使用现有求解器，实现灵活，易于应用。对于血管FSI（壁薄、受流体力作用大幅变形）等强相互作用问题，单体法更有优势。

将所有变量放在一个矩阵中，矩阵容易巨大化，条件数恶化。此外，需要融合现有的有限元法代码和CFD代码，开发困难。COMSOL Multiphysics以单体型多物理为卖点。

用Ansys System Coupling把Fluent和Mechanical耦合起来是典型代表。各求解器分别求解1个时间步，交换边界数据（压力、位移）。在1个时间步内多次重复交换（子迭代），可以接近强耦合的效果。

首先要培养"这个问题是弱耦合还是强耦合"的判断能力。那是选择恰当耦合手法的第一步。