浸入边界法及其在可压缩流动中的应用和进展

流固耦合问题广泛存在于自然界和各类工程应用中,例如树叶摇曳、旗子飘扬、昆虫飞行和高速飞行器尾翼颤振等.随着高性能计算机的发展,数值模拟方法在这类问题中的应用越来越广泛,是处理这类问题的一种有效途径.浸入边界法是其中一种高效的实现复杂几何及大变形边界条件的方法,它通过分布拉格朗日力到流-固界面附近的流体点上,并将其作为源项施加到N-S方程中来处理复杂几何界面的边界条件.因此,浸入边界法无需生成贴体网格和进行网格移动与重生,从而具有较高的计算效率.近来,浸入边界法又被推广到可压缩流动中,将在气动弹性,流固声耦合中发挥越来越重要的作用.本文回顾浸入边界法的基本原理和发展过程,并对其在可压缩流动中的应用和能够解决的各类问题进行介绍,重点展示一些浸入边界法在可压缩流动中的典型算例.