LS-DYNA实例：小球在动流场中下落的仿真分析

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流固耦合类的问题，小球在流动的水里下落，用ICFD求解器做，流体域走不可压缩CFD求解，小球用拉格朗日网格，耦合靠FSI关键字，SMP单机就能跑，模型规模不大。

流体域先建出来，*MESH_VOLUME把封闭体划分出来，表面用三角形单元，ICFD会自动生成体网格，小球表面单独定义成FSI边界。小球和流体域之间留一定间隙的话网格质量好做，间隙太小体网格剖分容易失败，surfaces合并的时候检查一下有没有重合面。

求解控制，*ICFD_CONTROL_SOLUTION里开启FSI耦合，时间步长别手贱设太大，耦合初期不稳定性最明显，先设个小值跑稳了再放。重力用*ICFD_GRAVITY加上，方向对着下落方向，流动入口速度用*ICFD_BOUNDARY_CONVECTION给定，来流速度直接决定阻力大小。

小球那边，*ICFD_BOUNDARY_FSI把小球表面定义成耦合面，小球材料给弹性体或者刚体都行，刚体省事，刚性运动用*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION驱动的话就不是自由下落了，自由下落让求解器自己算受力位移，释放瞬间给个零初速度，看它被流场冲着怎么走。

边界层，小球表面设slip或者no-slip，no-slip更接近真实，但是要求壁面附近网格加密，ICFD的*ICFD_MESH_SIZE可以局部加密，小球周围一圈细化，往外过渡，网格太粗拖曳力算不准，尾巴上的涡也起不来。

输出，*ICFD_DATABASE指定输出流场和耦合力，d3plot照常输出小球位移速度，流体侧的压力速度云图看流线分离和尾涡，小球下落轨迹单独画，位移时间曲线上的斜率变化能看出加速段和准稳态段。

验证，算个静止水中自由下落的极限速度，跟经验公式拖曳系数关系式对一下，Stokes区或者惯性区选对应的公式，误差在百分之十几以内算能用，再算动流场，来流速度加上之后小球会被横向带走，轨迹偏移量跟来流速度的关系可以扫几个速度点对比。

耦合发散一般是小球太轻或者时间步太大，质量比悬殊的时候刚性运动假设计算更稳，真要算轻质球就把流固两侧的时间步都压小，或者用解耦迭代多算几步收敛，数值上崩掉前位移曲线会先出现锯齿，看到锯齿就先停手别等它自己炸。

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