板壳结构流-固耦合数值模拟方法研究

1144766066 · 发表于 2022-5-3 14:49:12

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雅宝题库解析：
流-固耦合现象在水下交通工具的使用中广泛存在。理解其耦合机理、开发有效分析工具对相关产品研发至关重要。探索一种有效进行典型结构流-固耦合数值模拟方法不仅具有重要的科学意义，而且具有广泛的工程应用价值，有助于提高产品设计水平、加快开发周期、节约开发成本。本文以工程中大量采用的板壳结构作为研究对象。在对现有各种流-固耦合方法进行总结分类的基础上，指出各自特点及应用范围。研究了采用基于径向基函数的整体数据插值法用于空间域耦合信息传递、采用有效的时间外插理论保证时间域的同步性、采用动网格技术实现流体域网格自动更新的综合数值模拟技术。在MATLAB环境中编制了一套用于板壳结构流-固顺序耦合分析的接口模块，实现对结构求解器ANSYS/LS-DYNA和流体求解器FLUENT的集成与自动调用。通过数值算例对压强及位移信息插值信息进行了验证，有较高的精度。此外，搭建了流-固耦合算法验证试验平台，完成了在流体冲击载荷作用下板壳结构的流-固耦合试验，并且利用所编接口程序对多种试验工况进行了仿真。通过对仿真结果的深入分析以及其与试验结果的对比，表明本文所采用的数值模拟方法能够真实、有效地描述兼有大位移及大变形的板壳结构流-固耦合现象，并能有效预测试验环境及试件几何参数对动态响应的影响。

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