Die Simulation der Fluid-Struktur-Interaktion (FSI) erlaubt die Analyse der durch die Strömung hervorgerufenen thermischen und mechanischen Spannungen in der Struktur sowie die daraus resultierende Deformation des Bauteils.

FSI-Simulationen mit ANSYS CFX bieten eine Reihe von Vorteilen:

• Vollständig integrierte Lösung - es wird keine externe Kopplungssoftware benötigt
• Alle Komponenten sind aus einer Hand und werden gemeinsam gepflegt und weiterentwickelt
• Alle Möglichkeiten von ANSYS und ANSYS CFX bzgl. der physikalischen Modelle und der Parallelisierung stehen zur Verfügung

Durch die enge Kopplung mit dem ANSYS FEM-Löser bietet ANSYS CFX herausragende Möglichkeiten zur Simulation von FSI-Problemen. Und das in einer intuitiven grafischen Benutzeroberfläche, die es erlaubt, diese komplexen Problemstellungen sehr effizient aufzusetzen.

Die Einwege-Kopplung bietet sich immer dann an, wenn die Deformationen der Bauteile so gering sind, dass sich das Strömungsgebiet nicht oder nur sehr wenig ändert. In diesem Fall können im Anschluss an eine Strömungsberechnung die Druck-, Temperatur- und Kräfteverteilungen auf den Oberflächen bzw. die Temperaturverteilung im Solid-Volumen an ein
ANSYS -FEM Modell übergeben werden, um sofort die Spannungen im Bauteil zu analysieren.

Beispiele für die Einwege-Kopplung in der Praxis sind die mechanische sowie die Wärmebelastung von:

• Turbinenschaufeln,
• Wärmetauschern,
• elektronischen Schaltkreisen oder
• Ventilen.

Bei Fragestellungen mit starken Deformationen bietet ANSYS CFX die Möglichkeit einer Zweiwege-Kopplung. Dabei wird die Rückwirkung der Strukturdeformation auf die Strömung berücksichtigt.

Anwendungen, bei denen die Zweiwege-Kopplung in der Praxis eingesetzt wird, sind z.B.:

• Aeroelastizität,
• natürliche und mechanische Herzklappen,
• elektrische Schaltelemente,
• mikrofluidische Ventile.

Wesentliche Voraussetzung der Zweiwege-Kopplung sind die vielfältigen Möglichkeiten von ANSYS CFX zur Behanldung von bewegten Rechengittern. Damit können auch sehr komplexe Fragestellungen analysiert werden.