在流体结构相互作用（FSI）场景中，流体可以影响结构，结构可以影响流体流动，或两者。在建模依赖于FSI的设备时，您可能希望模拟这些选项之一，组合或全部三个。这流体结构相互作用COMSOL®软件中的Multiphysics耦合使得在分188金宝搏优惠析中可以轻松实现FSI。在这个博文章中，我们研究流过球止回阀以进行不同的流动方向和压力。
流体结构相互作用的简单示例
止回阀是简单的双端口阀，其中流体在一个方向上流动，没有回流。球止回阀是一种止回阀，其中球在阀门内使用球以停止回流。如果您曾用用于自行车轮或篮球的手动空气泵，则可能使用了一个球止回阀。用于液体和凝胶分配器的微小箍，例如用于洗手消毒剂，也可以作为球止回阀操作。
球检查阀门的设计和使用变化。对于一些变型，球在阀门中未分离，而其他阀门被另一个弹簧机构辅助。这些器件在大多数情况下具有共同的常见是它们廉价的成本，体积小，制造简单。
球止回阀也恰好是一个说明性示例流体结构相互作用。让我们来看看球止回阀教程模型展示的好处流体结构相互作用多士耦合在188金宝搏优惠COMSOLMULTIPHYSICS®软件。
使用COMSOL®软件模拟球止回阀中的FSI188金宝搏优惠
在该模型中，FSI与机械触头组合以模拟弹簧加载球止回阀的闭合。
球止回阀模型是一种结构接触问题，其中流体周围并作用在固体部件（阀壳体和球上）。建模这样的情况，其中两个接触的物体将完全关闭流动的路径，特别具有挑战性。当阀门关闭时，拓扑将改变，使一个流体域分成两个不相交的域。
在该模型中处理的方式是通过将小偏移量添加到接触表面，使得即使在建立接触时，也总是存在剩余的小流量通道。以这种方式，避免了拓扑变化。然而，所得到的助焊剂可忽略不计，并且压降在很短的距离上发生。
您可以在两个场景下模拟阀门中的流体流量：
- 功能，其中作用在球上的流体力在开口压力下打开阀门
- 反向，其中球在反向压力下与O形圈接触并停止回流
这结构力学模块和MEMS模块，到COMSOLMulti188金宝搏优惠Physics®的附加组件包括用于模拟流体结构相互作用的预定义耦合。这流体结构相互作用MultiphySics耦合设置了需要考虑FSI问题的所有额外方程。
由于球和O形环之间的狭缝的形状在模拟期间改变了很多，因此如上面的动画所示，需要回忆，以便保持良好的网格元素的质量。教程模型演示了一种倒闭技术，可用于精确地解析球和环之间的流体域。
检查球止回阀中的流量
运行耦合分析后，您可以检查球止回阀的行为。首先，阀门有功能，防止反向流动壳体中的回流并允许在功能情况下流动。在下面的结果中，您可以在功能和反向流动条件下看到阀门中的流体压力。您还可以评估固体中的压力。
在反向（左）和功能（右）流下的球止回阀中的流体压力。
确认检查球阀按预期函数，您可以检查阀门的性能并使用结果进行设计考虑因素。流体的速度是球止回阀的重要特征。您可以看到流动如何通过阀门移动，计算最大速度，并使用出口处的平均速度来通过阀门确定最大流量。此外，您可以通过作为流速的函数绘制压力来查看阀门的操作曲线。
完全开放功能阶段（左）的流体速度和通过阀门出口（右）的流量。
当流量升至非零数时，该检查球阀的开口压力约为4.5毫巴。
当然，有许多额外的例子是如何使用COMSOL Multiphysics功能来建模流体结构交互。188金宝搏优惠您是否正在研究FSI分析？在下面的评论中告诉我们更多！
试试自己
尝试使用流体结构相互作用多体耦合以模拟球止回阀。单击下面的按钮将带您到应用程序库，您可以在其中下载PDF文档和随附的MPH文件。
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