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并置变量排列的动量加权插值统一公式。 (英语) 兹伯利1416.76137

摘要:动量加权插值(MWI)是一种广泛使用的离散化方法,用于在并置变量布置的网格上模拟不可压缩和低马赫数流动时,防止压力-速度解耦。尽管它很受欢迎,但目前还没有统一一致的MWI公式。在这项工作中,在深入分析从物理一致性参数导出的MWI的各个项之后,设计了一个离散化程序,在此基础上,提出了结构化和非结构化网格上流动的MWA的统一公式,包括动量方程中不连续源项的扩展以及密度的不连续变化。如所给出的分析和数值结果所示,MWI在压力场上实施低通滤波器,从而抑制振荡解。此外,如果MWI一致地从动量方程导出,则MWI引入的动能数值耗散在空间上表现为三阶收敛,并且与时间步长无关。在存在源项的情况下,可以通过仔细选择插值系数来塑造压力场上的低通滤波器,以确保滤波器仅作用于与流体运动相关的驱动压力梯度,这对数值解的准确性至关重要。为此,提出了一种源项的力平衡离散化方法,该方法精确匹配压力梯度的离散化,并保持施加在流体上的力。使用不可压缩和低马赫数流动的代表性试验案例,包括具有不连续源项的流动和具有大密度比的两相流,将新提出的MWI公式与现有公式进行了比较,结果表明,该公式能够显著减少甚至消除解误差,对于密度比较大的水流,稳定性增强。

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76个M12 有限体积法在流体力学问题中的应用
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