ANSYS Workbench单项流固耦合分析深度解析

流固耦合问题是流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）与固体力学（Computational Solid Mechanics，CSM）交叉而生成的一门力学分支，同时也是多学科或多物理场研究的一个重要分支，它是研究可变形固体在流场作用下的各种行为以及固体变形对流场影响这二者相互作用的一门科学。

流固耦合问题可以理解为既涉及固体求解又涉及流体求解，而两者又都不能被忽略的模拟

问题。因为同时考虑流体和结构特性，流固耦合可以有效节约分析时间和成本，同时保证结果更接近于物理现象本身的规律。所以，近年来流固耦合分析在工程设计特别是虚拟设计和仿真中的应用越来越广泛和深入。

立柱在风载下大变形

ANSYS 很早便开始进行流固耦合的研究和应用，目前 ANSYS 中的流固耦合分析算法和

功能已相当成熟，可以通过或者不通过第三方软件（如 MPCCI）实现 ANSYS Mechanical

APDL + CFX、ANSYS Mechanical APDL + FLUENT、ANSYS Mechanical + CFX 的流固耦合分析。

从算法上讲，ANSYS（也包括其他大型商业软件）主要采用分离解法也就是载荷传递法

求解流固耦合问题。但从数据传递角度出发，流固耦合分析还可以分为两种：单向流固耦合分析（oneway coupling 或 unidirectional coupling）和双向流固耦合分析（twoway coupling 或bidirectional coupling）。其中，双向耦合因为求解顺序的不同又可分为顺序求解法（Sequential solution）和同时求解法（Simultaneous solution），下图简单概括了基于 ANSYS 的耦合分析。