FSI 求解策略

Simcenter STAR-CCM+ 提供并行求解策略，用于求解可变形固体的 FSI 问题。

这些求解策略有四个主要组成部分：

有关刚性 6 自由度体的 FSI 问题，请参见可变形 DFBI 体。

耦合数据交换

Simcenter STAR-CCM+ 中的耦合数据交换概念总结如下表所示：

后续章节将介绍有关此表构造的基本概念。

数据传输: 从流体流向固体的信息为流体拉力。流体拉力会从交界面的流体侧自动插补到固体侧，在这里作为负载施加。为了避免在插值步骤期间丢失信息，建议在交界面的两侧应用类似的网格分辨率。插值方案支持共形和非共形交界面。

一致性: 通常，力一致性是 FSI 模拟的重要组成部分。在某些情况下，可能会有意破坏力一致性，以通过忽略从流体到固体的信息传输来缩短模拟时间。此外，Simcenter STAR-CCM+ 可用于通过跃升或剪切流体拉力来提高模拟稳定性。; 如果已启用流体拉力且未应用跃升或剪切，则整个交界面的力一致。; 有关刚性 6 自由度体特殊力一致性条件应用，请参见可变形 DFBI 体。

数据传输: 从固体流向流体的信息为交界面变形。固体位移会从交界面的固体侧自动插补到流体侧。为了避免在插值步骤期间丢失信息，建议在交界面的两侧应用类似的网格分辨率。插值支持共形和非共形交界面。; 要应用插补位移，Simcenter STAR-CCM+ 使交界面两侧的网格变形。固体区域网格由固体位移运动变形，而流体区域网格则由变形运动变形。有关更多信息，请参见使用变形。

一致性

如上所述，在 Simcenter STAR-CCM+ 中，交界面变形直接与网格运动关联。在求解初始化过程中，整个交界面上强制实施以下运动学一致性：

如果交界面两侧的边界保持固定、作为刚性体移动或变形一致，则可以实现交界面变形的一致性。对于包含刚性固体运动的模拟，交界面要么是固定的，要么根据固体的运动而刚性移动，因此固体不会变形（交界面未变形）。相反，如果固体区域运动指定设为固体位移，固体会发生变形，交界面也会变形（交界面变形）。

除了交界面一致性要求，还应注意交界面变形直接与从固体到流体的信息传输关联。由于存在这一相关性，因此没有显式选项可启用从固体到流体的耦合。相反，固体到流体的耦合由固体运动隐式控制。因此，流体区域交界面处相应的 FSI 耦合指定是只读属性，由耦合的固体区域的运动控制。

Simcenter STAR-CCM+ 为求解稳定提供了两种不同方法：动态和恒定位移亚松弛。这两种方法仅适用于瞬态情况。

动态的目的是通过预测由交界面位置变化产生的流体拉力，提高 FSI 模拟的性能。其假设一定的流体体积作为附加质量随 FSI 边界一起移动。建议对双向耦合问题使用此方法。

选择动态后，必须指定从中派生质量的附加体积。有两个选项用于指定附加体积：

对于恒定位移亚松弛，可在 FSI 求解器中指定固定亚松弛因子，然后将其应用于时间步内连续迭代之间的交界面位移变化。亚松弛因子是单个全局值。