风机叶片流固耦合仿真技术详解

📚 共计 30 章节

流固耦合概述

什么是流固耦合 · 风机叶片中的FSI现象 · 分类与工程意义

流体力学基础

流体属性 · 控制方程(连续性/动量/能量) · 湍流模型简介

结构力学基础

弹性力学基本方程 · 材料本构模型 · 模态分析基础

耦合界面理论

数据传递机制 · 界面守恒条件 · 映射与插值算法

网格划分策略

流体域/结构域网格 · 动网格技术 · 网格质量评价

网格前处理

单向流固耦合

原理与流程 · 压力载荷映射 · 结构响应分析

双向流固耦合

原理与流程 · 强/弱耦合 · 迭代收敛控制

双向强耦合

ANSYS Workbench 平台

模块介绍 · FSI工作流搭建 · 数据连接设置

Workbench平台

Fluent 流体仿真设置

求解器选择 · 边界条件 · 湍流模型 · 瞬态设置

Mechanical 结构仿真设置

材料属性 · 约束与载荷 · 求解设置

Mechanical结构

System Coupling 耦合器

耦合步设置 · 数据传递控制 · 收敛监控

耦合器System Coupling

CFX 与 Mechanical 耦合

CFX设置要点 · 与Fluent差异 · 案例对比

STAR-CCM+ 与 Abaqus 耦合

软件介绍 · 协同仿真流程 · 接口配置

STAR-CCM+Abaqus

OpenFOAM 与 CalculiX 耦合

开源方案概述 · 耦合库(preCICE)使用

动网格与网格重构

弹簧光顺 · 局部重构 · 铺层法 · 网格质量维护

动网格重构

叶片变形与应力分析

变形云图解读 · 应力集中区域 · 疲劳寿命初探

气动弹性稳定性

颤振 · 发散 · 经典气弹理论 · 数值预测方法

气弹稳定性

旋转机械中的FSI

旋转域设置 · 科里奥利力 · 滑移网格与MRF

湍流与流固耦合

LES/DES/RANS在FSI中的适用性 · 计算成本权衡

时间步长与收敛性

CFL条件 · 时间步长选择 · 亚迭代策略 · 残差监控

收敛时间步

高性能计算（HPC）

并行计算基础 · 域分解 · MPI/OpenMP · GPU加速

实验验证方法

应变片测量 · PIV测速 · 模态测试 · 仿真与实验对标

叶片材料与复合材料

玻璃钢/碳纤维特性 · 正交各向异性 · 失效准则

复合材料失效

多物理场耦合扩展

热-流-固耦合 · 噪声预测(声-流-固) · 电磁-结构耦合

多物理场热流固

典型故障仿真

叶片结冰 · 雷击损伤 · 疲劳裂纹扩展的FSI模拟

优化设计基础

参数化建模 · 响应面法 · 多目标优化在FSI中的应用

优化响应面

代码与脚本自动化

Journal文件 · Python脚本 · TUI命令 · 批处理

脚本自动化

后处理与可视化

CFD-Post · ParaView · Tecplot · 关键数据提取

后处理可视化

行业标准与规范

GL/IEC/DNV标准对FSI仿真的要求 · 认证流程

综合案例实战

从几何建模到结果报告全流程演练 · 常见问题与调试

实战全流程