来源：CFD控制微信微信官方账号ID: FJ _陈志斌)
00-1010流固耦合是研究可变形固体在流场作用下各种行为之间相互作用以及固体变形对流场影响的科学。
它是流体力学CFD)和固体力学CSM)交叉产生的力学分支，也是多学科或多物理领域研究的重要分支。
流固耦合力学的重要特征是两相介质之间的相互作用，变形后的固体在流体载荷的作用下会发生变形或运动。或者变形反过来影响流体运动，从而改变流体载荷的分布和大小。正是这种相互作用会在不同条件下产生各种流固耦合现象。薄长颈鹿的研究不仅涉及流场的分析，还涉及结构场的分析，当它们之间有明显的相互作用时，就要考虑流固耦合分析。
流固耦合概念
流固耦合分析根据流体域与固体域物理场耦合程度的不同，可分为强耦合和弱耦合，对应的解分别为直接解和分离解。直接求解是将流场和结构场的控制方程耦合成同一个方程矩阵，即在同一个求解器中同时求解流固控制方程，理论上非常先进，适用于大固体变形、生物隔膜运动等。然而，在实际应用中，直接法很难真正将现有的计算流体力学和计算固体力学技术结合起来。
此外，考虑到同步解的收敛困难和耗时问题，目前直接解主要用于热-结构耦合、电磁-结构耦合等简单问题的模拟分析，而对流体-结构耦合只做了一些非常简单的研究，难以应用于实际工程问题。弱流固耦合分离方法是分别求解流体和固体的控制方程，通过流固耦合界面传递数据。该方法大大降低了对计算机性能的要求，可用于解决实际的大规模问题。
目前，在商业软件中，流固耦合分析基本采用分离法。ANSYS中的流固耦合的研究和应用很早就开始了。目前，ANSYS中的流固耦合分析算法和功能已经相当成熟，ANSYS Mechanical APDL CFX、ANSYS Mechanical APDL FLUENT和ANSYS Mechanical CFX的流固耦合分析可以在有无第三方软件如MPCCI)的情况下实现。
流固耦合求解方法
1.流体控制方程
连续性方程：
动量方程南北方程):
能量方程：
2.固体控制方程
流固耦合遵循最基本的守恒原理，因此在流固耦合的界面处，应满足流固之间的应力、位移、热流、温度等变量的相等或守恒，即满足以下四个方程：
此外，对于一些具体问题，如流固热耦合，需要相应地考虑热传导方程。
分离溶液的两种耦合方式
从分析和仿真过程来看，普通仿真过程的主要工作包括：分析问题和建立几何模型、选择合适的求解模型、建立有限元网格模型、建立仿真分析、求解和后处理。单向流固耦合分析过程主要包括：流场模拟和结构模拟。每个过程不仅包括上述过程，还将流场结果应用于结构分析。
流场分析是结构分析准备的前提。求解过程总是先求解流场，再进行结构分析，分为两个解，但模型是一一对应的。耦合界面的数据传递是单向的，一般是指将CFD分析的结果如力、温度、对流载荷)传递到固体结构分析的过程，而没有将固体结构分析结果传递到流体分析。也就是说，只有流体分析对结构分析有很大影响，而str的结果
以至于对流体分析的影响可以忽略不计。
单向耦合的现象和分析非常普遍，比如热交换器的热应力分析、阀门在不同开度下的应力分析、塔吊在强风中的静态结构分析、旋转机械的结构强度分析等，都属于单向耦合分析。双向流固耦合分析是指数据交换是双向的，也就是既有流体分析结果传递给固体结构分析，又有固体结构分析的结果（如位移、速度和加速度）反向传递给流体分析。此类分析多用于流体和固体介质密度比相差不大或者高速、高压下，固体变形非常明显以及其对流体的流动造成显著影响的情况。常见的分析有挡板在水流中的振动分析、血管壁和血液流动的耦合分析、油箱的晃动和振动分析等。
流固耦合面的数据传递
流固耦合中的数据传递，是指将流体计算结果和固体结构计算结果通过交界面相互交换传递。不管是完美对应的流固网格还是相差很大的非对应网格 dissimilar mesh)，通过严格设置，ANSYS多场求解器MFS 和MFX 都能很好地完成传递。但是对于非对应网格的数据传递，传递前的插值运算是必不可少的一步。
多场求解器MFS 提供两种插值方式，分别是profile preserving 和globally conservative 插值法。在profile preserving 插值法中， 数据接收端的所有节点映射到数据发射端的相应单元上，要传递的参数数据在发射端单元的映射点完成插值后，传递给接收端，是一种主动问询式传递。
与之相反，globally conservative 插值法首先把发射端的节点一一映射到接收端单元上，然后把要传递的参数数据按比例切分到各个节点上，对接受端而言，属于被动式传递方式。
多场求解器MFX 同样提供两种插值方式，分别是profile preserving he conservative 插值法。MFX 中的profile preserving 插值法与MFS 中的完全相同。
不过虽然第二种conservative 方式与MFS 中的globally conservative 只一字之差，但原理、方法完全不同。MFX 中的conservative 方式采用单元分割、像素概念、桶算法以及新建控制面等多种方式和方法完成数据传递，只要确保流固耦合面能完全重合对应，交界面上的参数数据从全局到局部都能得到精确传递。对于流固耦合面不完全对应的情况，conservative 方法会通过在不对应区域设置0值、特殊边界条件等方式忽略此区域数据的传递，从而保持严格的守恒传递。