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摘要
流固耦合环境下多层复合材料的静动力响应分析有广泛需求，涉及风力与潮流能发电、航空航天等诸多工程领域。然而，复合层的直接模拟法存在计算效率低、计算结果受分层网格精度影响大等的缺陷。为缓解多层复合材料在流固耦合模拟中计算效率和精度间的矛盾，基于本构均一化理论提出了多层复合材料的等效方法，并阐述了所匹配的流固耦合迭代算法，结合开源工具preCICE检验了该方法在恒定、时变两种流体边界条件下流固耦合的准确性和计算效率。对比分析基于四层复合材料展开，结果显示：与直接分层模拟相比，等效方法的误差处于合理范围内，且即使忽略等效模型带来的固体单元数量减少的收益，计算效率也有显著提升；恒定流体边界下耦合仿真结果相对误差小于5%，耦合迭代效率提高20%；时变流体边界耦合场景中相对误差小于10%，耦合迭代效率提高40%。
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