随着飞行速度与飞行高度的增加，流动结构愈发复杂。不规则的气动载荷和 热载荷可能会导致飞行器材料的变形、断裂和失效，进而反过来影响流场的演 化。精确模拟流固相互作用是航空航天工程中面临的巨大挑战。 本文从流体求解器、固体求解器和耦合算法三个角度入手，提出了一套新的 流固耦合算法，用于模拟可压缩流动与可变形结构之间的相互作用。该算法使用 键基近场动力学（Bond-BasedPeridynamics，BBPD）计算线弹性固体的变形、传 热和断裂，使用气体动理学格式（GasKineticScheme，GKS）模拟可压缩流体的 运动。流体域和固体域通过虚拟网格浸没边界法（ghost-cell immersedboundary method，GCIBM）耦合起来，实现流体和固体在同一框架下的共同演化。本文 的主要工作如下： (1) 介绍了近场动力学的基本理论，基于开源近场动力学计算程序开发了 热扩散模块，并对计算程序进行了数值验证。推导了键基近场动力学运动方程 和热扩散方程的控制方程和数值求解格式。利用预置裂纹的平板中裂纹的拓展， 带有裂纹的厚板中的热扩散和热载荷下膨胀的方柱三个算例验证了模型与新开 发的计算程序的正确性，展现了近场动力学在处理裂纹拓展问题时的独特优势。 这一程序为使用键基近场动力学模型进行流固力耦合和热耦合运算打下了基础。 (2) 开发了浸没边界法的程序，将GKS格式与虚拟网格浸没边界法结合起 来，用于流固耦合运算。介绍了气体动理学格式的理论，以及将气体动理学格式用 于可压缩Navier-Stokes方程的数值格式。通过零攻角与10∘攻角下NACA0012翼 型表面的亚声速绕流和超声速圆柱绕流的三个基准案例，展现了本文的GCIBM GKS算法的准确性。 (3) 提出了基于GKS，BBPD和GCIBM的新流固耦合算法，进行了数值实 验。使用气流冲击弹性平板的基准算例验证了计算框架的正确性。将计算框架应 用于气动力导致的材料内部裂纹拓展问题，展现了当前计算框架在气动力载荷 问题下的材料失效问题上独有的优势。还研究了气动热载荷下的材料内部热扩 散问题，展现了流-固-热耦合作用对于流场演化的影响。这些都为进一步开展热 载荷下的裂纹拓展问题以及流-固-力-热全耦合问题的研究打下了坚实的基础。