近日，建工学院教师何涛在国际SCI期刊《Archives of Computational Methods in Engineering》（IF = 9.7）发表题为“CBS Based Partitioned Semi implicit Coupling Algorithms for Fluid-Structure Interaction: A Decade Review”的综述论文。文章详尽回顾了一种新颖的流固耦合数值算法—基于特征线分裂的分区半隐式耦合算法—最近十年的理论发展与应用。论文由期刊主编、国际计算力学学会前主席Eugenio Oñate教授直接录用。何涛是本文的独立作者，上海师范大学为唯一署名单位。
数十年来，构造高效精确的流固耦合数值算法一直是计算力学研究中的难点和热点。作为近年新兴的一种流固耦合算法，分区半隐式耦合算法较好地平衡了传统显式和隐式分区耦合算法的精度与效率，但其稳定性还有待提高。特征线分裂算法是一种通用的Navier-Stokes方程分步求解技术，通过投影分裂稳定压力场、高阶时间项稳定对流占优流动。这些突出优点完美契合分区半隐式耦合框架，故能在很大程度上改进原投影型分区半隐式耦合算法。论文不但回顾了单场计算理论、多场半隐式耦合方案及其多种改进措施，还从分裂误差精度和压力泊松方程处理等角度对分区半隐式耦合算法进行了分类梳理，更提供了数个流固耦合基准问题的改进数值解。基于特征线分裂的分区半隐式耦合算法展示了明显的数值优势和满意的计算效果，可为大规模复杂流固耦合模拟提供新思路。
(a) 计算效率对比 (b) 低质量比下结构轨迹
基于特征线分裂的分区半隐式耦合算法由何涛老师及其合作者于2014年发表首篇研究论文。近十年来，何涛老师在整体精度、界面条件、几何守恒律、人工可压缩性、隐式迭代加速和空间离散等方面对该算法进行了一系列改进，有效抑制了不利的附加质量效应，成功用于各类牛顿/非牛顿流固耦合问题模拟。相关研究已发表高水平SCI期刊论文13篇。
本文工作得到了上海市自然科学基金面上项目的支持。
全文链接网址：https://link.springer.com/article/10.1007/s11831-023-10029-8
（供稿、摄影：建筑工程学院）
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