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赵翔;陈真;杨利明;刘宁宇;舒，张

具有移动边界的不可压缩流的有效边界条件强制浸没边界方法。 （英语） Zbl 07513815号

J.计算。物理学。 441，文章ID 110425，32 p.（2021）.
小结：在这项工作中，原始边界条件强化浸入边界法（IBM）[J.吴和C.舒，J.计算。物理学。228，第6期，1963-1979年（2009年；Zbl 1243.76081号); J.计算。物理学。229，第13期，5022–5042（2010年；Zbl 1346.76164号)]改进后，可以有效模拟具有移动边界的不可压缩流。原始边界条件增强的IBM可以准确地解释无滑移边界条件，但由于在每个时间步长装配一个大矩阵和隐式求解过程，在模拟移动边界问题时变得计算繁琐。随着浸没边界上分布的拉格朗日点数量的增加，（O（N^a）的计算复杂性显著增加。为了缓解这些限制，提出了共轭梯度技术和显式技术来提高边界条件增强IBM的效率。采用共轭梯度技术的IBM以迭代的方式实现边界条件，计算复杂度为O（N^c），而采用显式技术的IBM是一种基于错误分析的非迭代方法，计算复杂度为\（O（N^d）\）。我们还证明了多方向迫使IBM[K.罗等，“颗粒流的全尺度解：多向强迫和浸没边界法”，《物理学》。版本E（3）76，第6号，文章ID 066709，9.p（2007，doi:10.1103/PhysRevE.76.066709);Z.Wang（王）,J.风扇和K.罗，“用多向强迫和浸没边界相结合的方法模拟运动颗粒的流动”，《国际多相流杂志》34，第3期，283–302（2008；doi:10.1016/j.ij多阶段流.2007.10.004)]这是另一种流行的IBM，本质上是一种梯度下降方法，用于实现边界条件增强的IBM，计算复杂度为\（O（N^b）\）。详细的分析揭示了（2=a>b>c>d=1），这意味着IBM改进版本的效率很高，特别是基于显式技术的IBM具有线性计算复杂性。为了进行验证，IBMs与D1Q4格子Boltzmann通量求解器（LBFS）耦合，以模拟具有移动边界的二维和三维流动。结果表明，基于共轭梯度技术的IBM和基于显式技术的IBM的计算复杂度分别为\（O（N^｛1.4｝）\）和\（O（N）\）。它们在空间上都具有（2^{\mathrm{nd}}）阶精度。

引用于6文件

MSC公司：

7.6亿 流体力学基本方法
76天xx 不可压缩粘性流体
6500万 偏微分方程、初值和含时初边值问题的数值方法

关键词：

浸入边界法;格子Boltzmann通量解算器;移动边界;非恒定流

引文：

Zbl 1243.76081号;Zbl 1346.76164号

软件：

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\textit{X.Zhao}等人，J.Compute。物理学。441，文章ID 110425，32 p.（2021；Zbl 07513815）
全文： 内政部

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