建工学院何涛在计算力学期刊发表流固耦合最新研究成果

近日，建工学院教师何涛在计算力学顶刊《Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering》（中科院一区TOP期刊，JCR-Q1，IF = 6.9）发表题为“On the mesh insensitivity of the edge-based smoothed finite element method for moving-domain problems”的研究论文。文章针对时变域动网格破坏难题提出了一种高效便捷的光滑有限元改进方案，并成功用于各类流固耦合问题模拟。何涛是本文的独立作者，上海师范大学为唯一署名单位。

复杂的运动域问题（如流固耦合）易引发有限元网格彻底破坏而致使数值计算失败。因此，传统有限元方法多用于中等幅度变形的流固耦合模拟。光滑有限元法是近二十年发展起来的一种新型方法，同时兼具有限元法和无网格法的优点，特别是对网格扭曲不敏感。然而，这一优势当前还未被充分开发和利用。为此，本文研究提出一种基于破坏单元的边线型光滑域构造措施，使之能够正确计算极端网格扭曲下的瞬态动力方程。本文从数学上证明了原边线型光滑有限元法面对网格扭曲的局限性和改进措施对动网格破坏的天然适应性。建议方法完全兼容常规方案且无需额外空间稳定措施，能无障碍运用于各类良好/扭曲/破坏网格，还可推广至其它线性单元。审稿人认为，“The proposed method exhibits improved robustness, stability, and accuracy in complex moving-domain analyses. The manuscript provides new and interesting results.”。研究成果可望为保障复杂动边界问题精确模拟提供一种新思路。

基于破坏网格的多体流固耦合精确模拟

何涛老师近年来持续聚焦流固耦合数值算法，取得了系统研究成果，相继在《Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering》《Journal of Computational Physics》和《International Journal for Numerical Methods in Engineering》三大计算力学顶刊上发表多篇高水平论文。部分研究成果已被有限元法经典教材《The Finite Element Method for Fluid Dynamics (Eighth Edition)》（O.C. Zienkiewicz，R.L. Taylor, P. Nithiarasu著，2024年11月）引用。

本文工作得到了国家自然科学基金面上项目的支持。全文链接网址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782525001896

（供稿、图片：建筑工程学院）