耦合浸没方法与点基局部光滑点插值法模拟大扰动流固耦合问题

《耦合浸没方法与点基局部光滑点插值法模拟大扰动流固耦合问题》是一篇探讨复杂流体-结构相互作用问题的学术论文。该研究针对在工程和科学领域中广泛存在的大扰动流固耦合现象，提出了一种结合浸没方法与点基局部光滑点插值法的新计算模型。这种模型旨在提高对强非线性、高变形以及复杂几何边界条件下流固耦合问题的模拟精度和计算效率。

在传统的流固耦合模拟中，通常采用的是基于网格的方法，如有限元法或有限体积法。然而，这些方法在处理大变形或动态变化的几何边界时存在一定的局限性。特别是在面对高度复杂的流体-结构交互问题时，网格的重划分或重新生成可能会带来较大的计算成本和数值误差。因此，如何设计一种能够有效处理大扰动问题的数值方法成为当前研究的热点。

浸没方法作为一种无网格或半无网格的技术，被广泛应用于处理移动边界和复杂几何问题。其核心思想是将流体域和结构域统一在一个固定网格系统中，并通过特定的算法来处理两者之间的相互作用。这种方法避免了传统网格划分的繁琐过程，提高了计算的灵活性和适应性。

点基局部光滑点插值法（Local Smoothed Point Interpolation Method, LSPIM）是一种基于点的数值方法，它结合了点插值法和光滑技术的优点。该方法利用局部区域内的点数据进行插值，并通过引入光滑函数来提高计算结果的稳定性和准确性。LSPIM具有较高的计算精度和良好的收敛性，特别适用于处理不规则分布的数据点和复杂几何形状的问题。

在本论文中，作者将浸没方法与LSPIM相结合，构建了一个新的流固耦合求解框架。该框架不仅保留了浸没方法在处理动态边界条件方面的优势，还通过LSPIM的高精度插值能力提升了对流体和结构之间相互作用的模拟效果。此外，该方法在处理大扰动问题时表现出良好的鲁棒性和稳定性。

为了验证所提出的数值方法的有效性，论文中进行了多个典型算例的模拟分析。这些算例包括但不限于：弹性板在流体中的振动、柔性翼在气流中的运动以及多孔介质中的流体渗透等。通过对这些案例的详细分析，论文展示了该方法在不同工况下的适用性和可靠性。

研究结果表明，耦合浸没方法与LSPIM的结合在处理大扰动流固耦合问题时具有显著的优势。相比于传统的网格方法，该方法在计算效率、精度以及对复杂几何的适应性方面都有明显提升。同时，该方法也为今后在航空航天、生物力学、海洋工程等领域的应用提供了新的思路和技术支持。

综上所述，《耦合浸没方法与点基局部光滑点插值法模拟大扰动流固耦合问题》这篇论文为解决流固耦合问题提供了一种创新性的数值方法。通过结合浸没方法与LSPIM的优势，该研究不仅推动了相关领域的理论发展，也为实际工程应用提供了有力的技术支撑。