何涛副研究员在《Physics of Fluids》撰文揭示流固耦合高效数值模拟最新进展
近日，上海师范大学建筑工程学院副研究员何涛博士在美国物理联合会（The American Institute of Physics）旗下的流体力学领域国际权威期刊《Physics of Fluids》上发表了题为“An efficient selective cell-based smoothed finite element approach to fluid-structure interaction”的研究文章。文章提出了关于大幅改善流固耦合精确数值模拟效率的最新成果，并作为编辑精选（Editor’s Pick, EP）登载于该刊网站主页，同时在标题后标识特殊图标向读者推荐。
光滑有限元法（Smoothed Finite Element Method, SFEM）是近十来年兴起的一类新型数值模拟方法，具有精度高、收敛性好和网格扭曲适应性强等突出优点，成功用于固体力学、热传导、声学和生物医学等领域。针对单元型光滑有限元法存在梯度计算较为耗时的不足，何涛副研究员借助特征线分裂算法，提出一种具备零能模式稳定的选择性积分方案，灵活实现不可压缩粘性Naiver-Stokes方程的光滑Galerkin弱式积分，在保证流固耦合模拟精度的同时大幅提升数值效率。该项工作为工程结构多物理场耦合效应的精确建模与大规模仿真提供了重要分析工具，受到审稿人和编辑一致好评。研究得到了上海市自然科学基金面上项目的资助。
图1. 圆柱横向涡激振动模拟：涡量云图与计算效率对比
图2. 几何非线性悬臂梁涡激振动模拟：涡量云图与计算效率对比
附全文链接: https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/5.0010562