| 求解流固耦合问题的一种四步分裂有限元算法 |
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| 引用本文： | 王华坤,洪国军,杨闻宇,喻国良. 求解流固耦合问题的一种四步分裂有限元算法[J]. 应用数学和力学, 2013, 34(7): 704-713. DOI: 10.3879/j.issn.1000-0887.2013.07.005 |
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| 作者姓名： | 王华坤 洪国军 杨闻宇 喻国良 |
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| 作者单位： | 1上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院,上海 200240;2中交上海航道勘察设计研究院有限公司,上海 200120 |
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| 基金项目： | 国家高技术研究发展计划项目 |
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| 摘 要： | 基于arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) 有限元方法，发展了一种求解流固耦合问题的弱耦合算法．将半隐式四步分裂有限元格式推广至求解ALE描述下的Navier-Stokes（N-S）方程，并在动量方程中引入迎风流线（streamline upwind/Petrov-Galerkin, SUPG）稳定项以消除对流引发的速度场数值振荡；采用Newmark-β法对结构方程进行时间离散；运用经典的Galerkin有限元法求解修正的Laplace方程以实现网格更新，每个计算步施加网格总变形量防止结构长时间、大位移运动时的网格质量恶化．运用上述算法对弹性支撑刚性圆柱体的流致振动问题进行了数值模拟，计算结果与已有结果相吻合，初步验证了该算法的正确性和有效性．
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| 关 键 词： | ALE有限元 流固耦合 半隐式四步分裂 修正Laplace方程 网格更新 |
| 收稿时间： | 2013-03-27 |
A Four-Step Fractional Finite Element Method for Fluid-Structure Interaction |
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| Affiliation: | 1School of Naval Architecture, Ocean and Civil Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, P.R.China;2Shanghai Waterway Engineering Design and Consulting Co Ltd, Shanghai 200120, P.R.China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | ALE finite element method fluid-structure interaction semi-implicit four-step fraction modified Laplace equation mesh updating |
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