流固耦合模型为组合模型，既包含流场模型，又包含结构场模型，二者通过流固耦合边界条件连接在一起。很显然对于流固耦合问题，如果单独的流场模型或结构场模型是不能计算的，那么显然两者耦合的流固耦合模型肯定也是不能进行计算的。因此，为了成功求解流固耦合问题，流场和结构场模型都应该经过测试，确保每个单场问题都已经正确定义并输入正确。
测试结构场模型时，可以在流固耦合边界上施加压力条件以模拟流体应力，这时应该将流固耦合条件去掉，并根据模型的实际情况来估计压力大小。由于测试的目的在于检测模型，因此无需准确描述压力的大小。通过测试，可以检查模型中的单元、网格、材料等数据是否存在问题。
测试流场模型时，可以使用Moving Wall边界条件来代替FSI边界条件（旋转流固耦合边界可以使用Wall代替，如果模型中再无其他载荷条件，可以通过施加其他假定的载荷条件，例如，压力、速度等来测试模型），同样也应该去掉流固耦合边界条件。根据模型的实际情况确定移动边界的位移。关于流场模型测试的详细介绍，请参见7.2.1节～7.2.10节内容。如果模型中存在大位移，则应该特别注意动网格的设定（详见7.3节）。
只有上述的结构场和流场的单场测试模型都可以分别求解时，流固耦合计算才能进行。在提交耦合计算之前，要重新修改测试模型的边界条件，正确施加流固耦合边界。需要注意的是：耦合系统的控制参数（例如，时间函数）是在流体模型中给定的，因此结构模型的改变要尽量小。在结构模型中，只是使用流固耦合条件来代替压力条件；在流体模型中，使用相应的流固耦合条件代替移动壁面条件。在该阶段，读者应该关心“耦合”部分，而不是各自模型中的条件。因此，除了与耦合相关的改变之外，应该尽量避免在耦合模型中作其他改变。下面给出一些设定流固耦合模型的建议：
1）瞬态分析应该给定一个好的初始条件。对于流固耦合分析，初始条件要比在单场模型中的求解更重要。由于结构的基本未知量是位移，而流体的基本未知量是速度等，因此初始条件可能会不一致。例如，速度是位移的时间导数，流场速度的稳态结果并不对应于一个恒定位移。如果第1个时间步就出现收敛问题，最可能的原因是初始条件没有取好。
2）如果结构需要预拉伸（如膜结构计算），则应该人为地增加一个时间步，在该时间步中对结构进行拉伸，但是并不施加流体条件（例如，零入口速度，零入口压力等）。在这一步里，流体的网格必须与结构网格一起进行相应的调整。实际的瞬态求解过程则从第2个时间步开始。
3）如果物理意义上是正确的，则可以将求得的一个稳态解作为初始条件，也可以通过一个很大的第一个时间步得到。求解过程需要分两步进行，这样操作更清晰：第一步是得到一个稳态解（可能需要很少的几个时间步）；第二步是进行重启动分析，在第一步的基础上进行瞬态分析。
4）选用相似模型的解做初始条件通常也是很有效的方法，此时需要通过mapping文件来导入。(https://www.xing528.com)
5）时间步的大小要适当。在稳态分析中，时间步的大小要与载荷和边界条件中定义的增量相对应。在瞬态分析中，时间步的大小既要足够小，使得每一步都能够收敛，也要足够大，使得数值模拟在合理的时间内完成。FSI问题的合适时间步大小可以通过对单独结构模型进行频域分析得到。由于流体方程通常是非线性的，因此不可能对流固耦合模型进行频域分析。
6）流固耦合分析中包含应力收敛准则和位移收敛准则，默认选择是两个标准都应该得到满足。当位移很小或很大时，位移收敛准则就不应该再使用了。应力很小时，应力收敛准则也就不应该再使用了。一般情况下，流固耦合分析中的流体作用力都不会太小，因此需要使用应力收敛准则。需要注意的是：迭代法计算双向耦合问题时，应力和位移的容差取值要比单独计算流体或结构模型时大，这样有利于计算收敛。
7）在双向耦合问题中，如果流固耦合没有收敛，则可以调整应力和位移松弛因子。首先应该考虑调整应力松弛因子，它通常是引起不收敛的主要原因。应力松弛因子的取值在0～1。一般情况下，因子越靠近1，则越不容易收敛，但所需要的迭代数越少（如果能收敛）；因子越靠近0，则越容易收敛，但求解时间会更长。最佳选择可以通过数值实验得到，最好是在较粗糙的网格中进行测试。
8）对于2D的流固耦合分析，如果使用了梁单元，则推荐应用单位厚度的平面应变等参梁单元（plane strain iso-beam），这是因为流体流动域对应单位厚度的缝隙（slice）。如果选择了平面应力（plane stress）或哈密顿（Hermitian）梁，则等参梁的刚度必须对应于单位厚度。
在ADINA-CFD模块的工具条中，单击图标
将弹出设定流固耦合分析参数对话框，如图7-20所示，在该对话框中可以设定流固耦合的迭代方式（直接耦合或迭代耦合）、收敛准则、最大迭代次数、容差和松弛因子。关于流固耦合分析的更详细介绍，请参见ADINA流体理论手册第9章的内容。
图7-20 设定流固耦合分析参数对话框
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
