基于IB-LBFS和绝对节点坐标法的降落伞柔性结构流固耦合数值模拟

摘要

在空气动力学、水动力学和生物流体力学领域中,大变形柔性结构的流固耦合模拟是一个重要的非线性力学问题.对这一系统的高效数值模拟求解是分析这一问题的关键手段.将近年提出的一种笛卡尔流场求解器——浸润边界-格子波尔兹曼通量求解器(IB-LBFS)作为流场求解方法,并引入绝对节点坐标法(ANCF)作为大变形结构分析手段,可构建一种新型流固耦合求解器,以模拟三维流场中的大变形柔性体运动.使用三维来流中的旗帜摆动问题对该流固耦合求解器的计算精度和效率进行了测试.基于该流固耦合求解器对三维不可压流场中的矩形降落伞和十字形降落伞的展开过程进行了流固耦合数值模拟.