为解决界面网格不一致时温度、气压和变形等数据在结构网格和流场网格之间相互传递问题,提出一种基于局部坐标投影的载荷传递方法。将复杂的耦合界面分解为若干个几何简单的面,为每个面定义适当的局部坐标系,在此局部坐标系中定义三维几何坐标向二维参数坐标变换的投影关系,实现三维空间的载荷分布向二维参数空间的变换。在此基础上进行耦合界面的载荷插值传递,以此实现参数空间的载荷传递。比较以往的参数空间插值传递方法,文中的方法定义参数投影的算法简单,计算速度快,插值的精度与以往的方法相同。为验证所提方法,文中进行了算例分析,结果表明该方法有很好的准确性和精度。

提出一种基于Rayleigh-Ritz法,分析带有任意深度、任意角度边缘裂纹的自由圆板流固耦合动力特性的方法,其中,圆板被置于无限大障板中并与单面无限大水域相临。采用同时包含对称和反对称模态振型函数的位移基函数表达带有任意边缘裂纹圆板自由振动的位移;在水体无旋、无粘、不可压假设的基础上,根据Green函数法获得水体的附加质量密度,并基于Ritz过程获得裂纹圆板湿模态对应的固有频率和振型。在与ANSYS数值仿真结果进行对比并验证方法的有效性和精度后,分析水体对带有不同深度和不同角度边缘裂纹的自由圆板动力特性的影响。计算结果表明：水体引起的固有频率降低率整体上随模态阶数的增加而减小,而裂纹深度与角度对固有频率降低率的影响较小;裂纹的出现会增大干、湿振型的差别,某些高阶模态的干、湿振型差别较大。

从流固耦合系统的整体控制方程出发，推导出与流体控制方程一致的耦合等价方程，并得到基于耦合方程的压力泊松方程，通过求解耦合系统压力泊松方程和一致的等价方程就能获得耦合系统的解，而不需要直接求解整体耦合系统的控制方程，有利于降低求解自由度。预估一校正多步迭代格式用于耦合系统的时间推进，克服了传统迭代耦合方法由于时间不同步而产生较大数值误差的不足。应用该方法对附带局部突起的主动脉弓动脉瘤进行流固耦合分析，验证数值方法的可行性。

为优化无梭织造中纬纱气动折入装置喷嘴的设计,针对纱线线头进行气动折入时运动稳定性不高的问题,通过有限元分析软件建立二维流固耦合模型来研究纱线在不同角度气流作用下的运动规律。采用高速摄像机拍摄气动折入装置中纱线在不同工况下的运动状况,并与二维流固耦合仿真结果相验证。在仿真过程中,纱线固定端位于坐标原点,其初始位置处于X轴正方向。纱线自由端在斜吹气流作用下绕原点向Y轴负方向运动;当纱线运动至接近与Y轴平行时,斜吹气流关闭,折入气流打开并作用在纱线上使其继续运动至完成折入。研究结果表明:斜吹气流角度为90°、60°、45°、30°时,纱线均能在3.98 ms内完成折入动作;不同入射角度的斜吹气流对纱线折入稳定性有显著的影响;入射角度为45°的斜吹气流最为优异,大大提高了纱线折入稳定性。

提出一种基于流固耦合的橡胶O形圈静密封泄漏计算方法。对平行平板泄漏模型进行改进,使其适用于通道截面高度可变的泄漏率、介质压力计算;采用有限元仿真方法进行固体力学分析,求解宏观接触压力;采用Greenwood-Willamson模型进行接触力学分析,求解泄漏通道平均高度。基于数值方法研究介质压力、环境温度、表面形貌参数对橡胶O形圈密封性能的影响规律。结果表明,随着介质压力、环境温度、表面高度分布标准差的增大,体积泄漏率逐渐增大。上述数值方法以泄漏率作为表征密封性能的参数,能综合考虑橡胶材料、介质、工况等多种因素对O形圈密封性能的影响,对橡胶O形圈的寿命预测和失效分析更具指导意义。

PEEK作为新型材料已经逐渐应用到迷宫密封领域。以应用有限元软件ANSYS Workbench中system coupling模块连接流体域和固体域以进行流固耦合分析并结合工程经验算法进行验证作为研究方法,以直通型斜齿和矩形齿迷宫密封为研究对象,探究材料的变化对不同齿形迷宫密封泄漏率的影响。通过与工程经验算法计算对比分析发现：耦合场泄漏率数值计算结果更接近工程实际;在压比较高的情况下,迷宫密封材料弹性模量越高,密封性能越好等。通过以上的研究结论对迷宫密封材料的选择与设计有一定的参考意义。

为了提高机油冷却器的散热效率从而降低机油温度以保证发动机润滑系统的可靠性,以波纹板式散热器为研究对象,采用遗传算法对波纹板的结构参数进行了目标优化,采用计算流体动力学的方法模拟了散热器内部的流场和温度场的分布情况,并对优化结果的有效性进行了模拟验证。仿真结果表明：波纹板的节距、高度、倾角对流体的流动和换热具有重要的影响;当波纹节距为13.7mm、波纹高度为5.2mm、波纹倾角为49.5°时散热器的工作性能最佳,并且随着雷诺数的增加,TPF的值先增大后减小。通过试验测试验证了遗传优化算法和CFD仿真结果的准确性,研究方法对波纹板式散热器的优化设计具有实际的意义。

液压阀块是集成式液压系统的核心部件,阀块内孔道损伤对液压系统机能影响重大，导致油液泄漏，甚至会影响阀块内其他油路。为分析自卸车举升系统液压阀块流固耦合情况，采用Solidworks软件建立流道及阀体三维几何模型，采用FLUENT软件对液压阀块内部进油路流场进行定常数值计算。采用ANSYS Workbench软件对液压阀块流道流场和液压阀块阀体进行单向流固耦合计算。重点分析了流道压力损失的位置，比较两种不同相交方式的流道对阀体的影响。结果表明：液流流过直角转弯结构后流速变化和压力损失较大，提出了流道的优化方案，减少了直角转弯处阀体应力集中现象，提高了自卸车举升系统液压阀块的可靠性。

液压胶管在硬岩掘进机（TBM）液压系统中大量使用，管内流体动力学行为影响系统的安全可靠性。为了得到振动环境下管内流体压力沿管长方向的衰减特性，基于复合材料经典层合板理论和流固耦合理论，建立缠绕式胶管轴向振动的流固耦合模型，得到沿胶管管长方向压力损失的数值计算公式，通过仿真与实验研究振动参数、结构参数和流体参数对压力衰减特性的影响，研究结果表明：沿程压力损失的幅值随着基础振动振幅的增加呈线性增长，随振动频率的增加而增加；随胶管管长和管径的增加，沿程损失波动的程度减弱；随流速的增加，沿程压力损失的波动比减小，流体黏度对沿程压力损失波动的影响较小。研究结果可为TBM管系设计和抗振设计提供理论依据。

针对TBM破岩过程产生基础振动对液压胶管内流体动态特性影响,根据层合板理论建立缠绕式液压胶管振动梁模型,并结合轴向流固耦合模型建立胶管轴向振动动力学模型。运用特征线法求解该数学模型,研究基础振动参数和胶管结构参数对流体响应特性影响,发现胶管出口压力波动幅值随基础振动振幅呈线性增加的趋势,随振动频率增加,在40Hz左右达到最大,此时振动频率接近系统固有频率;胶管出口压力峰值随液压胶管长度增加而减小,胶管内径在8mm到30mm变化时,其先增大后减小,随泊松比增大而增大。研究结果表明振动沿胶管轴向分量加强了流体与胶管互动效应,可为TBM液压管系设计和抗振提供理论依据。