FSI 网格重构:簧片阀
涉及固体大位移的 FSI 模拟需要组合使用网格化技术。固体发生变形时,必须调整周围的流体以反映固体位移。如果位移较大,则定期对流体重新划分网格可以保持所需的网格质量。在对流体进行网格重构时,重构的流体必须保留根据网格重构事件计算的流体-结构交界面的位移(即,流体和固体网格处于一致状态)。
在此模拟中,我们将对簧片阀的大位移建模。簧片阀是一种仅允许流体朝一个方向流动的止回阀。簧片阀工作时,会根据每一侧压力的变化打开和关闭。常见应用包括二冲程发动机的进气口、压缩机和气动系统。当空气被迫通过阀门时,短时间内,阀门会发生较大的变形(相对于其尺寸)。
在本教程中,提供了簧片阀的简单表示。几何由三个部分组成:流体域、底板和尾部固定在底板上的阀。由于模型对称,只需对阀的一半建模。


在此模拟中,网格化策略包括:
- 根据流体-结构交界面处的位移使流体网格变形。
- 按特定时间间隔重构流体。网格重构的频率取决于阀的位置。如果阀和底板的间距小于或等于 0.2 mm,将在每个时间步进行网格重构。如果间距大于 0.2 mm,则每四个时间步进行网格重构。
- 使用变形阀的矢量包面动态定义流体几何体。每次网格重构事件之前,流体几何都会自动更新,以捕捉当前的固体位移。
对原始流体网格重构(而非对当前流体部件网格重构)将导致流体和固体网格处于不一致状态,因为流体网格将重置为初始的未变形状态,而实体网格将保持当前的变形状态。