流固耦合旧笔记(5)

学习流固耦合理论时的旧笔记。

面。This requires a means of applying the interface boundary conditions for arbitrary interface positions, such as the immersed boundary method.

界面本身被恰当的技术所俘获，例如水平集方法。Some adaptive grid capability is needed in conjunction with the immersed boundary method in order to maintain tightly spaced grid points within the boundary layer.

计算气动弹性问题的浸入式边界元法并不像基于ALE的方法那样成熟。

在ALE框架下的流固模拟的主要技术方面是：网格移动策略，几何守恒法则，时间推进算法，以及流固界面策略。

有三种已经制订的网格移动策略：1) 弹簧类比，2)弹性介质类比以及 3) 网格重划分。

在弹簧类比法中，网格被看成是用一些线性和/或扭转弹簧的组合来描述的结构系统。弹性介质类比可以看成是一个更精细的弹性类比。

比较不同网格移动策略的开销是困难的，mainly due to the lack of published timings in the literature. It can be reasonably assumed that the cost increases with increasing robustness and effectiveness of the method.

有三种类型的方法用来在时间上推进时间精确的流固模拟：单一方法、完全耦合方法以及松散耦合方法。

在气动弹性问题的单一方法中，流体和结构的运动方程被视为一个单一的方程集并且用一个统一的求解器来求解。

从计算机代码的角度来看，一个结构单元与一个流体单元或控制体的不同之处仅仅在于每种单元的变量和空间表示算法的不同。

单一方法的主要优点是可以保持完全一致的耦合；即流体和结构完美地同步同时在单时间步内推进。这经常导致鲁棒性的提高、稳定性以及大的时间步。

完全耦合方法也在每个时间步同步流体和结构系统，不过是通过一个分割的算法。

在一个分割算法中，流体和结构代码的模数是分开的，流体荷载和结构位移在一个单一时间步内来回传递。流体和结构的求解器是完全分开的并且可以单独为了自己的效率而建造。

在完全耦合方法中，子迭代一直进行到整个系统完全收敛。完全耦合方法保留了单一耦合算法的同步特性但是也具有分割算法的优点，即增强代码的可维护性并且对于物理上全异的系统具有算法的灵活性。

松散耦合方法与完全耦合方法类似，因为它也是一种分割方法。然而，流/固系统在每个时间步是不子迭代到完全收敛的。取而代之的，流体和结构系统在每一个时间步内交换数据一

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