针对流体和弹性体相互作用的虚拟区域方法

摘要

Yu [J. Comput. Phys. 207 (2005), 1-27]曾提出了一个用于求解流体和弹性体相互作用的基于分布式拉格朗日乘子的虚拟区域方法(即DLM/FD方法),但只在两维情况下做了数值实现.本文主要是将该方法推广到三维情形.在算法方面,采用算子分裂格式将原问题分解为流体子问题,固体子问题和拉格朗日乘子问题.在原先DLM/FD方法中,拉格朗日乘子问题是采用Uzawa迭代求解的,在新方法中,该问题采用更为简单高效的直接力格式求解,验证算例显示直接力格式和原先的Uzawa迭代具有相同的精度.新方法被用来模拟三维弹性板在均匀来流中的振荡问题,以及三尖瓣弹性瓣膜的打开过程.