Какие вы знаете способы выполнения тяжелых задач на node.js?

Самое очевидное - не использовать nodejs для подобных задач, оно предназначено исключительно для IO. Можно поставить рядышком сервис, не страдающий от проблем однопоточности, и использовать rpc.

Можно запускать дочерний процесс, в котором выполнять тяжелые задачи без блокировки основного.
Документация

В дополнении к перечисленому, в nodejs недавно появилась эксперементальная возможность запускать код в отдельных потоках, называется Worker Threads.

Ну и последнее, вдобавок к вышеперечисленному
process.nextTick()

Воркеры.
Или просто вторая нода.

Нода не для вычислений, либо хитромудро дробить и вызывать отдельные фрагменты через setTimeout что тот еще костыль и логика будет подобна лапше, либо коллеги выше уже насоветовали.

Использовать очередь заданий

1. NodeJS принимает задание (HTTP POST запрос с параметрами), передаёт служебную информацию в очередь (Apache Kafka, RabbitMQ)
2. Исполнитель извлекает задание, обрабатывает его, отправляет уведомление о завершении работы

Передача уведомдений возможна так же через очередь
Исполнитель для ресурсоёмких операций лучше делать на компилируемых языках, то есть C++, Erlang, GoLang