流固耦合(flow-structure interaction)是固體於流動流場中運動時，流體與固體兩者的運動相互影響的複雜現象。近年來由於電腦計算能力的快速提升，流固耦合問題亦常使用數值模擬進行研究。過往在處理流體與固體的運動方程式的耦合時，為了減少複雜性，在時進(time-marching)計算上多使用單向耦合並進行多次疊代以達成收斂。但使用單向耦合多半會有低穩定性、高計算量、需疊代等缺點。本研究為解決上述缺點，以沉浸邊界法(immersed boundary method)的架構提出一使用雙向耦合且為高穩定性、低計算量、無需疊代的創新流固耦合數值方法。
此創新流固耦合數值方法特點有三：一、使用附體座標系以求得不隨網格移動之沉浸邊界力；二、使用特殊設計之準確應力過濾器(accurate stress filter)以求得符合物理的準確表面應力；三、使用區塊LU分解(block-LU decomposition)設計高效率的演算法。此方法以下列兩例進行驗證：一、中性浮力的圓柱於平板庫頁流中遷移(圖一)，本方法之數值解與實驗量測相當符合；二、圓柱於靜止流場中自由落體或自由升體(圖二)，本方法之數值解與過往其他方法更佳精確且於自由落體及自由升體間有更高的對稱性。（機械系蔡協澄教授提供）
圖一、中性浮力的圓柱於平板庫頁流中遷移圖示及數值解。
圖二、圓柱於靜止流場中自由落(升)體渦度場及數值解。