流固耦合问题一直是工程领域中研究的热点问题,由于其含有多学科交叉的特性,目前对于流固耦合的研究仍有一定的挑战性。本文运用有限元-浸入边界-格子玻尔兹曼方法研究了两个有关柔性薄板的流固耦合问题:1.研究了直立柔性板在剪切流中的变形,主要研究了剪切流速度梯度,板的弯曲刚度系数、质量比和展弦比对板变形的影响。研究发现板在剪切流中的变形受自身弯曲刚度系数的影响最大,弯曲刚度越小,变形量越大,对于不同速度梯度的剪切流来说,越小的流动中板的变形量越大,讨论了剪切流速度梯度和板弯曲刚度系数变化对板阻力系数变化和板周围的压力分布的影响,发现柔性板可以通过变形有效的减小阻力系数。质量比越大的板在板变形的过程中板的振荡幅度越大,但不影响最终的变形量,提高板的展弦比,板的变形量会有小幅提升,增大展弦比可以明显提高板的弯曲势能。2.研究了倒置柔性板在剪切流中的摆动,主要研究板的弯曲刚度系数、展弦比、雷诺数、板与速度方向的初始夹角对板变形模态的影响。研究发现了在剪切流中倒置柔性板的三种典型变形模态,分别为偏斜模态,摆动模态和平直模态,对变形模态影响最大的为板的弯曲刚度系数、展弦比和初始角度。剪切流中的摆动模态为非对称摆动,当弯曲刚度系数较小时,在剪切流高速一侧的振幅较大,弯曲刚度系数较大时,在低速一侧摆动幅度较大。大展弦比的柔性板不仅在摆动模态和偏斜模态时的最大弯曲势能较大,其对流体动能的转化效率也更大,且在剪切流低速一侧摆动时的转化效率大于在高速一侧摆动时的转化效率。此外还研究了板初始位置与来流方向夹角对板变形的影响,结果发现当初始夹角为10~°时才会出现摆动模态,此时弯曲势能的最大值较大,转化效率也较大,但平均值较小,文中分析了摆动模态和偏斜模态周围的涡结构变化与压力分布。