FSI-Beispiel: Ausbreitung von Druckwellen in Rohrleitungssystemen:

Die Ausbreitung von Druckstössen in Rohren stellt für viele verfahrenstechnische Anlagen ein essentielles Problem dar. Wird die Flüssigkeit durch das plötzliche Öffnen oder Schliessen einer Armatur beschleunigt oder abgebremst, entsteht eine Druckwelle, die durch ihren erhöhten Innendruck oder infolge von Längskräften in den Rohrleitungen die Anlage beschädigen kann. Durch Reflexionen der Druckwelle entstehen Unterdrücke, die unter Umständen Dampfblasen freisetzen können (Kavitation).

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer solchen Druckwelle hängt von den Fluideigenschaften (Elastizität Ef, Dichte) und den mechanischen Eigenschaften des Rohrleitungssystems (E-Modul Es, Querkontraktion µ) und der Geometrie (Durchmesser des Rohrs d und Wanddicke h) ab.

Somit stellt dieses Problem ein komplexes Fluid-Struktur-Problem dar. In einigen Fällen (Es*h >> Ef*d) kann der Ausdruck für die Rohrelastizität vernachlässigt werden, dann ergibt sich die Fortpflanzungsgeschwindigkeit nach cf.

Die in den 2d und 3d-Modellierungen dargestellten Beispielen unterscheidet sich von den zuvor dargestellten FSI-Problemen, da hier das Fluid über einen Potentialansatz beschrieben wird. Damit werden viskose Kräfte vernachlässigt, es handelt sich hierbei um ein reibungsfreies Fluid ("Bernoulli-Gleichung"). Dies ist in der Regel bei Stossvorgängen gerechtfertigt. Die viskosen Kräfte sind aufgrund der niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten meist gegenüber den Druckkräften vernachlässigbar. In den Fällen, in denen diese Annahme nicht im gesamten Strömungsraum gerechtfertigt ist, lässt sich der Potentialansatz ("Bernoulli-Gleichung") lokal mit einem viskosen Fluid (Navier-Stokes-Gleichung) koppeln.