Stokos、Hooper、Kazemi-Kamyab等开发了将流体及固体内所有物理过程进行瞬态紧耦合算法,能使计算结果与实验结果高度吻合。但是,该瞬态紧耦合计算需要消耗大量的计算资源,难以用于解决实际复杂工程问题。
根据问题的特征,有些研究者近似认为在计算时间内,某些参数的状态是不变的,进而直接将瞬态问题转化为稳态问题。对于绝大多说不能通过准稳态处理直接转化为稳态问题的瞬态问题,有些研究者主张保留耦合的非稳态特性,提出各部分分别进行瞬态求解,并通过边界条件、参数值及活动网格等方式进行实时信息交互的瞬态松耦合传热问题的求解。如 Bauman 和Kazemi-Kamyab等针对高超声速流中固体表面带辐射及烧蚀相变过程的流固耦合强制对流传热问题,提出将流体 Navier-Stokes 方程与固体导热、辐射及烧蚀相变过程分别进行瞬态求解,并利用流体数值计算结果对其他求解方程的边界温度和热流加以修正,直至迭代收敛。Lohner 等针对飞机气弹分析中带固体形变的流固耦合传热问题,将流体 Navier-Stokes 方程及固体导热和应变方程分别求解,并利用流体数值计算结果对其他求解方程的边界温度和热流加以修正,同时利用固体应变方程的计算结果修正流体耦合边界位置和速度边界条件,直至迭代收敛。
有些研究者提出了基于准稳态流场的松耦合算法,即近似认为在整个流固耦合传热过程中,流场处于若干个准稳态,每一个准稳态的流场都使用稳态 Navier-Stokes 方程求解。如 Kontinos结合二维边界单元法和高超声速计算流体力学( CFD) 算法的松耦合算法,分析了高超声速流与机翼前缘的耦合传热问题。Chen 和Zhang等交替进行稳态流场计算与固体烧蚀和瞬态导热的松耦合算法计算了带烧蚀的流固耦合传热问题。2100433B