流固耦合(Fluid-Structure Interaction, FSI)是研究变形固体在流场作用下的各种行为以及固体位形对流场影响这二者相互作用的一门科学。流固耦合力学的重要特征是两相介质之间的相互作用，变形固体在流体载荷作用下会产生变形或运动，变形或运动又反过来影响流动，从而改变流体载荷的分布和大小。
流固耦合同时了考虑流体与结构特性，既可有效节约时间与成本，又能让结果更贴合物理现象的真实规律。然而，在对复杂系统进行仿真分析时，传统方法仍面临以下挑战：
DIMAXER 软件具有结构动力学、静力学仿真功能，支持流固耦合仿真场景，依托高阶精度算法与创新计算模型，具备数值精度高、计算速度快的显著优势，可为复杂工程场景提供更高效、可靠的多物理场耦合解决方案。
DIMAXER软件支持多个计算域设置：以流固热耦合算例为例，Model结构树下可多选一起Set As Final Mesh，默认挂到CFD结构树下的Calculation Zones下面，类型为Fluid Type。然后可以通过选择指定zone，右击设置类型，如Solid Type改变类型。
目前FSI采用弱耦合方式，分别求解流体和固体的控制方程，通过流固耦合交界面直接进行数据传递。
机翼静力学流固耦合
以下为FSI机翼算例，重点关注机翼受到圆柱尾流作用后的变形和应力分布。
流体网格数200w，四阶精度，对应1.2亿求解点。固体网格数24w，对应100w自由度。耦合计算以RANS稳态结果为初场，弱耦合频率为0.01s。
流场结果：使用圆柱引发流体扰动，进而观察结构在瞬态气动力下的应力应变响应状态。流体域采用四阶精度计算，能够为结构仿真提供高精度节点载荷信息。
流场结果
固体结果：使用线性静力学单向耦合功能，计算机翼在不同时刻的受力与位移。固体区域采用六面体实体网格。机翼左端翼根固定，右端可以在气动力作用下自由振动。
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固体结果T0 |
固体结果T1 |
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固体结果T2 |
固体结果T3 |
流固耦合仿真结果：单向弱耦合功能以固定频率在流体与固体之间传递载荷信息、调度求解流场、完成过程文件管理。本案例中，机翼在流场作用下受持续的升力作用而向上弯曲;同时圆柱引发的非定常扰流造成翼尖的非稳态震颤。
叶片气动弹性预测
在叶片气动弹性预测场景中，旋转机械内部流体与固体叶片的相互作用(即气动弹性现象)，会引发叶片流致振动(如颤振)，可能导致结构失效等严重后果。
目前 DIMAXER 已能通过弱耦合方法(含非定常流场计算、网格变形、固体力学计算及流-固界面数据传递等环节 )，结合 FR 离散 LES 方程求解流体域、ALE 方法处理刚体运动、连续有限元法计算固体域、Laplace 方法变形网格，精准预测叶片气动弹性问题。
下面以某压气机叶片为例做展示：
固体域：以某压气机叶片为例，用 Quad Mesh、Hex Mesh 生成网格，选 Solid Linear Elasticity 求解器，假定叶片部分固支，加载时均流场气动力载荷，可计算一阶弯曲振型与频率。
流体域：同样用 Quad Mesh、Hex Mesh 构建网格，借 Compressible NS K3 求解器，基于固体域求解的模态位移，获取流体域网格简谐运动规律(忽略1e-5s内短时间网格形变)，实现流场计算。
计算结果展示如下：
未来，DIMAXER还将提供基于任意拉格朗日欧拉方法(ALE)的完全耦合方法，将流体和结构看成物性不同的材料求解。区别于目前主流商业软件，DIMAXER-Solver基于通量重构(FR)的有限元离散LES方程，在流固耦合求解的计算精度与效率上等方面，在具有天然的优势。
