近日，建工學(xué)院教師何濤在國(guó)際SCI期刊《Archives of Computational Methods in Engineering》（IF = 9.7）發(fā)表題為“CBS Based Partitioned Semi implicit Coupling Algorithms for Fluid-Structure Interaction: A Decade Review”的綜述論文。文章詳盡回顧了一種新穎的流固耦合數(shù)值算法—基于特征線(xiàn)分裂的分區(qū)半隱式耦合算法—最近十年的理論發(fā)展與應(yīng)用。論文由期刊主編、國(guó)際計(jì)算力學(xué)學(xué)會(huì)前主席Eugenio O?ate教授直接錄用。何濤是本文的獨(dú)立作者，上海師范大學(xué)為唯一署名單位。

數(shù)十年來(lái)，構(gòu)造高效精確的流固耦合數(shù)值算法一直是計(jì)算力學(xué)研究中的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。作為近年新興的一種流固耦合算法，分區(qū)半隱式耦合算法較好地平衡了傳統(tǒng)顯式和隱式分區(qū)耦合算法的精度與效率，但其穩(wěn)定性還有待提高。特征線(xiàn)分裂算法是一種通用的Navier-Stokes方程分步求解技術(shù)，通過(guò)投影分裂穩(wěn)定壓力場(chǎng)、高階時(shí)間項(xiàng)穩(wěn)定對(duì)流占優(yōu)流動(dòng)。這些突出優(yōu)點(diǎn)完美契合分區(qū)半隱式耦合框架，故能在很大程度上改進(jìn)原投影型分區(qū)半隱式耦合算法。論文不但回顧了單場(chǎng)計(jì)算理論、多場(chǎng)半隱式耦合方案及其多種改進(jìn)措施，還從分裂誤差精度和壓力泊松方程處理等角度對(duì)分區(qū)半隱式耦合算法進(jìn)行了分類(lèi)梳理，更提供了數(shù)個(gè)流固耦合基準(zhǔn)問(wèn)題的改進(jìn)數(shù)值解。基于特征線(xiàn)分裂的分區(qū)半隱式耦合算法展示了明顯的數(shù)值優(yōu)勢(shì)和滿(mǎn)意的計(jì)算效果，可為大規(guī)模復(fù)雜流固耦合模擬提供新思路。

(a) 計(jì)算效率對(duì)比        (b) 低質(zhì)量比下結(jié)構(gòu)軌跡

基于特征線(xiàn)分裂的分區(qū)半隱式耦合算法由何濤老師及其合作者于2014年發(fā)表首篇研究論文。近十年來(lái)，何濤老師在整體精度、界面條件、幾何守恒律、人工可壓縮性、隱式迭代加速和空間離散等方面對(duì)該算法進(jìn)行了一系列改進(jìn)，有效抑制了不利的附加質(zhì)量效應(yīng)，成功用于各類(lèi)牛頓/非牛頓流固耦合問(wèn)題模擬。相關(guān)研究已發(fā)表高水平SCI期刊論文13篇。

本文工作得到了上海市自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目的支持。

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（供稿、攝影：建筑工程學(xué)院）