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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利基于改进浸没边界法的模拟柔性生物自主游动的流-固耦合方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116341413B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-28发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310327673.7，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权基于改进浸没边界法的模拟柔性生物自主游动的流-固耦合方法是由王岩;殷涛文设计研发完成，并于2023-03-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于改进浸没边界法的模拟柔性生物自主游动的流-固耦合方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于改进浸没边界法的模拟柔性生物自主游动的流‑固耦合方法，该方法步骤如下：A、在每个交界面处指定初始参数；B、运用分布技术将浸润边界‑格子玻尔兹曼通量求解器的控制方程分为预测步和修正步；C、在预测步中，用格子玻尔兹曼通量求解器求解中间流场速度；D、在修正步中，运用改进边界条件强制的浸没边界法修正中间流场速度，得到新的流场速度；E、达到模拟时间后、则结束整个模拟过程，未达到模拟时间、则回到步骤B。本发明的流‑固耦合方法既可以满足无滑移边界条件，不会发生非物理流线穿透现象，也剔除了繁琐的矩阵求解过程，因此能够节约大量的计算成本，适用于浸没物体的三维不可压流模拟。

本发明授权基于改进浸没边界法的模拟柔性生物自主游动的流-固耦合方法在权利要求书中公布了：1.一种基于改进浸没边界法的模拟柔性生物自主游动的流-固耦合方法，其特征在于：该方法步骤如下： A、在每个交界面处指定初始参数； B、运用分布技术将浸润边界-格子玻尔兹曼通量求解器的控制方程分为预测步和修正步； C、在预测步中，用格子玻尔兹曼通量求解器求解中间流场速度； D、在修正步中，运用改进边界条件强制的浸没边界法修正中间流场速度，得到新的流场速度； E、达到模拟时间后、则结束整个模拟过程，未达到模拟时间、则回到步骤B； 所述步骤B中的浸润边界-格子玻尔兹曼通量求解器的控制方程为： 式1中：ρ是流体密度；u是流体速度；p是压力；μ是动力粘度；T是温度；f是浸没边界法确定的恢复力，用来解释浸没物体的边界作用； 根据多尺度查普曼-恩斯科分析，格子玻尔兹曼方法中的密度分布函数fα和公式1中的通量ρu之间的关系是： 式2中：I是单位张量；fα是沿着α方向的密度分布函数；是沿着α方向的平衡密度分布函数；是沿着α方向的非平衡密度分布函数；τ是单松弛参数；δt是流向时间步长；eα是沿着α方向的粒子速度；β和γ是e里的两个方向；p是压强； 运用分布技术将浸润边界-格子玻尔兹曼通量求解器的控制方程所涉及的公式1和公式2分为预测步和修正步，其中预测步由下式7给出、修正步由下式8给出： 式7和式8中：Δt为时间步长；u为中间流场速度；ρ为当前时间步的密度；ρn+1为下一个时间步的密度；u为当前时间步的流场速度；un+1为下一个时间步的流场速度； 采用格子玻尔兹曼通量求解器求解预测步的方程式7，得到下一个时间步的密度ρn+1和中间流场速度u；在一个控制体Ω中，预测步的方程式7进行有限体积离散后如下： 式9中：W＝ρn+1,ρn+1；ΔV是控制体Ω的体积；G是通量；ΔS是包围控制体Ω的第k个交界面的面积；n是第k个交界面的单位外法向量； 在修正步的方程式8的基础上，运用改进边界条件强制的浸没边界法修正中间流场速度、并得到新的流场速度un+1，新的流场速度un+1是由中间流场速度u*和修正流场速度δu的和计算得来的： un+1＝u*+δu12 拉格朗日点的壁面速度通过欧拉网格上的速度un+1rj插值而来： 式13中：h是欧拉网格的网格尺寸；N是拉格朗日点的数量、M是欧拉点的数量；rj是欧拉点的位置、是拉格朗日点的位置；Dij是连续核函数，由下式14给出： 同样，欧拉点的修正速度δurj由拉格朗日点上的修正速度进行插值得到： 基于公式12、公式13、公式14、公式16，获得求解方程式： 令为未知量X，则求解方程式17能够写成矩阵关系式18： AX＝B18 式18中的矩阵A和矩阵B分别表示：

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