近日，建工學院教師何濤在國際SCI期刊《Archives of Computational Methods in Engineering》（IF = 9.7）發表題為“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值算法—基于特征線分裂的分區半隱式耦合算法—最近十年的理論發展與應用。論文由期刊主編、國際計算力學學會前主席Eugenio O?ate教授直接錄用。何濤是本文的獨立作者，上海師范大學為唯一署名單位。

數十年來，構造高效精確的流固耦合數值算法一直是計算力學研究中的難點和熱點。作為近年新興的一種流固耦合算法，分區半隱式耦合算法較好地平衡了傳統顯式和隱式分區耦合算法的精度與效率，但其穩定性還有待提高。特征線分裂算法是一種通用的Navier-Stokes方程分步求解技術，通過投影分裂穩定壓力場、高階時間項穩定對流占優流動。這些突出優點完美契合分區半隱式耦合框架，故能在很大程度上改進原投影型分區半隱式耦合算法。論文不但回顧了單場計算理論、多場半隱式耦合方案及其多種改進措施，還從分裂誤差精度和壓力泊松方程處理等角度對分區半隱式耦合算法進行了分類梳理，更提供了數個流固耦合基準問題的改進數值解。基于特征線分裂的分區半隱式耦合算法展示了明顯的數值優勢和滿意的計算效果，可為大規模復雜流固耦合模擬提供新思路。

(a) 計算效率對比        (b) 低質量比下結構軌跡

基于特征線分裂的分區半隱式耦合算法由何濤老師及其合作者于2014年發表首篇研究論文。近十年來，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該算法進行了一系列改進，有效抑制了不利的附加質量效應，成功用于各類牛頓/非牛頓流固耦合問題模擬。相關研究已發表高水平SCI期刊論文13篇。

本文工作得到了上海市自然科學基金面上項目的支持。

全文鏈接網址：https://link.springer.com/article/10.1007/s11831-023-10029-8

（供稿、攝影：建筑工程學院）