流固耦合问题是海洋、航空、能源等领域的重要研究课题，多场作用下的流固耦合问题则是热核聚变堆中急需研究的重要内容。在热核聚变堆中，双冷锂铅包层模块是传热和氚产的核心部件，它包围着上亿摄氏度的等离子体，并工作在6-10T的强磁场中，其中涉及到复杂的大Ha数、大Gr数多场耦合问题。鉴于包层严苛的工作环境，试验工作花费巨大、试验条件极难获取，因此，理论分析和数值模拟成为了包层研究中非常重要的研究手段，并对包层的传热性能、结构安全性和稳定性具有指导性意义。　　理论分析具有重要的基准意义，然而，由于多场耦合问题固有的复杂性、非线性，对于考虑磁场和热场的流固耦合问题，目前仍然没有能够作为基准的解析解，这使得未来的数值模拟方法难以进行有效的验证。　　数值模拟方面，目前虽有磁流体、多场单向耦合等方法，但仍然缺少一套精确、稳定的多场中流固耦合数值算法，建立这样一套耦合算法，并通过验证、确保其精确性和守恒性，将为包层研究提供十分有力的工具，具有极高的科学和工程价值。　　本文立足于聚变堆中的多物理场耦合问题研究，以解析研究和数值研究为主要分析方法，研究了耦合场中的动力学行为，取得了以下创新性成果:　　（一）、建立了强耦合多物理场的解析解:针对目前多场中流固耦合领域缺少基准解析解的问题，我们建立了圆柱振动的磁场中流固强耦合解析解，给出了流场、电磁场、固体位移等各物理量时空分布的解析表达式，并以此提出了磁场中流固耦合基准算例，填补了该领域的空白。在此基础上，我们又对上述问题的时变温度场进行了解析表达、修正和推广了前人的一般流固耦合问题解、并完成了流固协同导电问题的磁场中流固耦合解析解。解析工作具体包含如下方面:　　1)首次建立了圆柱振动的磁场中流固强耦合解析解，提出了基准验证算例，同时给出了考虑温度场时的解析表达。　　2)发展了前人的圆柱振动流固耦合解，解析表达了更精确的附加质量和阻尼系数，并扩充了该问题的流场速度、压力、粘性力的解析表达。　　3)对界面电导率不连续的流固协同导电问题，建立了磁场中流固耦合问题的解析解。同时建立了旋转壁面磁流体问题、来流中的大变形梁等问题的解析解，以完善多场耦合问题的解析解。　　（二）、多场中流固耦合数值算法的发展:建立和发展了多场中流固耦合数值方法，并搭建了相应的并行计算平台，进行了三维、大变形、守恒型的数值模拟工作。该算法能够对变形网格及电导率不连续、网格不匹配时流固界面的电势、电流进行精确的、守恒的处理，并能保证压力、粘性力、Lorentz力的守恒和虚功原理意义上的能量守恒。经过一系列数值验证，证明该算法能够精确、稳定地模拟多场中流固耦合问题，为后续聚变堆中的多场耦合工作奠定了基础。算法方面主要包含以下内容:　　1)首次建立和发展了三维、大变形、守恒型的多场中流固耦合数值算法，并搭建了精确、稳定的计算平台。提出了位移预测-压力稳定格式，提高了算法效率和稳定性。　　2)发展了变形网格中的电荷和动量守恒方法，保证了流域构型空间映射后磁流体力学计算的精确性和守恒性。　　3)建立了流固界面的电流协同算法，发展了虚功守恒的表面力和体积力等效格式，能精确处理电导率不连续、网格不匹配、界面运动时的流固耦合问题。　　（三）、多场耦合问题的机理性研究:我们对数值计算平台进行了丰富的算例验证，说明了其准确性，在此基础上对以下多场耦合问题进行了研究:　　1)流向磁场中的振动圆柱绕流问题。分析表明在特定频率下，磁场会使固体受到的力先减小后增大，原因是磁场抑制脱涡和磁场抑制流体横向运动两方面作用的耦合。若考虑振动频率对脱涡的影响，则三方面作用下，固体受力会有复杂的非线性变化趋势。　　2)通道中扰流片对磁流体传热和流动的影响问题。结果表明扰流片的位置会通过影响涡结构改变传热效率，从壁面平均Nu数和进出口压差的角度本文给出了较为理想的扰流片布置方案。　　3)磁场中碳化硅管道在锂铅流体中的耦合振动问题。研究表明Lorentz力对系统振动有激励、抑制双重作用，并给出了根据无量纲参数确定磁场作用的判据。