树木在风中摇曳的流固耦合数值模拟方法探索

树木在风中摇曳是一个流固耦合问题,但树的结构复杂,无法直接用已有的流固耦合数值方法来模拟。本文提出一种基于虚拟耦合面的流固耦合方法,该方法用一个虚拟的连续曲面把树冠包裹起来,在这个曲面上建立流固耦合关系,并将虚拟曲面上计算得到的风荷载作为树木结构的外力进行加载。虚拟耦合面本身不妨碍树木枝条的运动,且能避免在每个枝条、树叶上都建立耦合面的麻烦。本文的模型求解是基于一种无须移动流体网格的非边界配合流固耦合算法实现的,通过在MSC.Dytran软件接口插入自编模块即可实现