×
米歇尔·吉尔福格里奥;安娜丽莎·奎尼;吉安路易吉·罗扎

基于LES滤波方法的流体-结构相互作用模拟固体4泡沫. （英语） Zbl 1474.74043号

Commun公司。申请。Ind.数学。 12，编号1，13-28（2021）.
摘要：本文的目标是测试solids4Foam，即为泡沫延伸（OpenFOAM的一个分支）开发的流体-结构相互作用（FSI）工具箱，并评估其处理更复杂流动的灵活性。为此，我们考虑由Leray模型描述的不可压缩流体与建模为Saint-Venant-Kirchho材料的超弹性结构之间的相互作用。我们将重点放在有限体积环境中的强耦合、分区流体-结构相互作用（FSI）解算器上，结合任意拉格朗日-欧拉方法来处理流体域的运动。为了实现具有非线性差分低通滤波器的Leray模型，我们采用了一种称为Evolve-filter-Relax的三步算法。我们根据文献中关于雷诺数为100和400的悬臂梁三维横流的数值数据验证了我们的方法。

引用于5文件

MSC公司：

74层10 流固相互作用（包括气动和水弹性、孔隙度等）
74S10型 有限体积法在固体力学问题中的应用
6500万08 含偏微分方程初值和初边值问题的有限体积法

关键词：

固体4泡沫;开放式泡沫;流体-结构相互作用;勒雷模型;EFR算法;发射脱离系统

软件：

开放式泡沫;固体4泡沫
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{M.Girfoglio}等人，Commun。申请。Ind.数学。12、1号、13--28（2021年；Zbl 1474.74043）
全文： DOI程序 arXiv公司
OA许可证

参考文献：

[1] 1.K.Hughes、R.Vignjevic、J.Campbell、T.Vuyst、N.Djordjevic和L.Papagiannis，《从航空航天到海上：弥合数值模拟差距——流体-结构相互作用问题的模拟进展》，《国际撞击工程杂志》，第61卷，第48-63页，2013年。
[2] 2.G.Hou、J.Wang和A.Layton，《流体-结构相互作用的数值方法——综述》，《计算物理中的通信》，第12卷，第337-377页，2012年·Zbl 1373.76001号
[3] 3.H.-J.Bungartz和M.Schäfer，流体-结构相互作用：建模、模拟和优化。斯普林格，2006年。
[4] 4.H.-J.Bungartz、M.Mehl和M.Schäfer，《流体-结构相互作用II》。建模、仿真、优化。施普林格，2010年·Zbl 1201.76008号
[5] 5.S.Piperno、C.Farhat和B.Larrouturou，耦合气动弹性问题瞬态解的分区程序-第一部分：模型问题、理论和二维应用，《应用力学和工程中的计算机方法》，第124卷，第79-112页，1995年·Zbl 1067.74521号
[6] 6.M.Fernández、J.Gerbeau和C.Grandmont，弹性结构与不可压缩流体耦合的投影半隐式格式，《国际工程数值方法杂志》，第69卷，第4期，第794-8212006页·Zbl 1194.74393号
[7] 7.A.Quaini和A.Quarteroni，基于代数分步法的流体-结构相互作用的半隐式方法，《应用科学中的数学模型和方法》，第17卷，第06期，第957-983页，2007年·Zbl 1388.74041号
[8] 8.S.Deparis、M.Disacciati、G.Forestey和A.Quarteroni，基于Steklov-Poincaré算子的流体结构算法，《应用力学和工程中的计算机方法》，第195卷，第41-43期，第5797-5812页，2006年·Zbl 1124.76026号
[9] 9.K.-J.Bathe、H.Zhang和S.Ji，完全与结构相互作用耦合的流体流动有限元分析，《计算机与结构》，第72卷，第1期，第1-16页，1999年·Zbl 1072.74545号
[10] 10.M.Heil，大位移流体-结构相互作用问题全耦合解的高效求解器，《应用力学与工程中的计算机方法》，第193卷，第1期，第1-23页，2004年·Zbl 1137.74439号
[11] 11.S.Badia、A.Quaini和A.Quarteroni，具有大附加质量效应的流体结构系统的模块化与非模块化预处理器，《应用力学与工程中的计算机方法》，第197卷，第49期，第4216-4232页，2008年·Zbl 1194.74058号
[12] 12.P.Causin、J.Gerbeau和F.Nobile，《流体结构问题分区算法设计中的附加质量效应》，《应用力学与工程中的计算机方法》，第194卷，第42-44期，第4506-4527页，2005年·Zbl 1101.74027号
[13] 13.J.Gerbeau和M.Vidrascu，基于简化模型的血液流动中流体-结构相互作用问题的准Newton算法，M2AN数学建模和数值分析，第37卷，第4期，第631-648页，2003年·Zbl 1070.74047号
[14] 14.M.Fernández和M.Moubachir，使用精确雅可比矩阵求解流体-结构耦合的牛顿法，《计算机与结构》，第83卷，第2-3期，第127-142页，2005年。
[15] 15.S.Piperno，《2D无粘气动弹性模拟的显式/隐式流体/结构交错程序与结构预测器和流体子循环》，《流体数值方法国际期刊》，第25卷，第1207-1226页，1997年·Zbl 0910.76065号
[16] 16.E.Burman和M.Fernández，使用Nitsche方法进行流体-结构相互作用的稳定显式耦合，Comptes-Rendus Mathematique，第345卷，第467-472页，2007年·Zbl 1126.74047号
[17] 17.M.Bukac、S.Canic、R.Glowinski、J.Tambaca和A.Quaini，《捕获非零纵向结构位移的血流中的流体-结构相互作用》，《计算物理学杂志》，第235卷，第515-541页，2013年。
[18] 18.J.Degroote和J.Bathe，K.-J.和Vierendeels，《流体-结构相互作用中新分区程序与整体程序的性能》，《计算机与结构》，第87卷，第793-8012009页。
[19] 19.J.Degroote和J.Vierendeels，流体-结构相互作用分区模拟的多解算法，《应用力学与工程中的计算机方法》，第200卷，第2195-2210页，2011年·Zbl 1230.74243号
[20] 20.T.Richter，ale公式中流体-结构相互作用的整体几何多重网格解算器，《国际工程数值方法杂志》，第104卷，第372-390页，2015年·Zbl 1352.76066号
[21] 21.A.Slone，K.Pericleous，C.Bailey，M.Cross和C.Bennett，《流体-结构动力相互作用的有限体积非结构化网格方法：预测颤振开始的挑战评估》，《应用数学建模》，第28卷，第211-239页，2004年·Zbl 1205.76172号
[22] 22.P.Cardiff、A.Karac、P.D.Jaeger、H.Jasak、J.Nagy、A.Ivankovic和Z.Tukovic，《固体力学和流固相互作用模拟的开源有限体积工具箱》，2018年。
[23] 23.H.G.Weller、G.Tabor、H.Jasak和C.Fureby，使用面向对象技术的计算连续体力学张量方法，《物理学中的计算机》，第12卷，第6期，第620-631页，1998年。
[24] 24.M.Breuer、G.De Nayer、M.Munsch、T.Gallinger和R.Wüchner，使用分区半隐式预测-校正耦合方案应用于大涡模拟的流体-结构相互作用，《流体与结构杂志》，第29卷，第107-130页，2012年。
[25] 25.J.Revstedt，《不可压缩流和圆形截面弹性悬臂之间的相互作用》，《国际热流和流体流动杂志》，第43卷，第244-250页，2013年。
[26] 26.J.Lorentzon和J.Revstedt，《分区FSI应用于不可压缩湍流悬臂梁的数值研究》，《国际工程数值方法杂志》，第121卷，第806-827页，2019年。
[27] 27.L.Bertagna、A.Quaini和A.Veneziani，基于反卷积的中等雷诺数不可压缩流非线性滤波，《国际流体数值方法杂志》，第81卷，第8期，第463-4882016页。
[28] 28.M.Girfoglio、A.Quaini和G.Rozza，具有非线性滤波稳定的Navier-Stokes方程的有限体积近似，计算机与流体，第187卷，第27-45页，2019·Zbl 1474.76045号
[29] 29.K.Rege和B.Hjertager，泡沫延伸在湍流流体-结构相互作用中的应用，IOP会议系列材料科学与工程，第276卷，第012031页，2017年。
[30] 30.B.Sekutkovski，I.Kostić，A.Simonovic，P.Cardiff，and V.Jazarević，《跨声速流场应用的三维流体-结构相互作用模拟与混合RANS-LES湍流模型》，《航空航天科学与技术》，第49卷，第1-16页，2015年。
[31] 31.J.Degroote、R.Haelterman、S.Annerel、P.Bruggeman和J.Vierendeels，《流体-结构相互作用中分区程序的性能》，《计算机与结构》，第88卷，第446-457页，2010年。
[32] 32.F.-B.Tian、H.Dai、H.Luo、J.Doyle和B.Rousseau，《涉及大变形的流体-结构相互作用：三维模拟和生物系统应用》，《计算物理杂志》，第258卷，第451-469页，2014年·Zbl 1349.76274号
[33] 33.T.Richter，流体-结构相互作用问题的面向目标误差估计，《应用力学与工程中的计算机方法》，第223-224卷，第28-42页，2011年·Zbl 1253.74037号
[34] 34.L.Zhu、G.-W.He、S.Wang、L.Miller、X.Zhang、Q.You和S.Fang，基于三维格子boltzmann方法的浸没边界法及其应用，《计算机与数学应用》，第61卷，第3506-3518页，2011年·Zbl 1225.76249号
[35] 35.T.J.R.Hughes、W.K.Liu和T.K.Zimmermann，《不可压缩粘性流的拉格朗日-欧拉有限元公式》，《应用力学与工程中的计算机方法》，第29卷，第3期，第329-349页，1981年·Zbl 0482.76039号
[36] 36.P.D.Thomas和C.K.Lombard，几何守恒定律及其在移动网格流量计算中的应用，AIAA期刊，第17卷，第1030-1037页，1997年·Zbl 0436.76025号
[37] 37.I.Demirdzić和M.Perić，流体流动有限体积计算中的空间守恒定律，《国际流体数值方法杂志》，第8卷，第1037-1050页，1988年·Zbl 0647.76018号
[38] 38.J.Borggaard、T.Iliescu和J.Roop，有界人工粘性大涡模拟模型，SIAM数值分析杂志，第47卷，第622-645页，2009年·Zbl 1391.76202号
[39] 39.W.Layton、L.Rebholz和C.Trenchea，高雷诺数流动方法的模块化非线性滤波器稳定性，《数学流体力学杂志》，第14卷，第325-354页，2012年·Zbl 1294.76197号
[40] 40.J.Hunt、A.Wray和P.Moin，湍流中的涡流和会聚区，技术代表CTR-S88，CTR报告，1988年。
[41] 41.A.Vreman，《湍流剪切流的涡流粘性次脊尺度模型：代数理论和应用》，《流体物理》，第16卷，第10期，第3670-36812004页·Zbl 1187.76543号
[42] 42.A.L.Bowers、L.G.Rebholz、A.Takhirov和C.Trenchea，通过自适应非线性滤波提高不可压缩流正则化模型的精度，《流体数值方法国际期刊》，第70卷，第7期，第805-828页，2012年·Zbl 1412.76044号
[43] 43.Z.Tukovic和H.Jasak，《表面张力主导界面流体流动的移动网格有限体积界面追踪方法》，《计算机与流体》，第55卷，第70-84页，2012年·Zbl 1291.76223号
[44] 44.H.Jasak和Z.Tukovic，非结构化有限体积方法的自动网格运动，《FAMENA汇刊》，第30卷，第1-20页，2006年。
[45] 45.A.Quarteroni、R.Sacco和F.Saleri，《数值数学》。Springer Verlag，2007年·Zbl 1136.65001号
[46] 46.Z.Tukovic、A.Karac、P.Cardi、H.Jasak和A.Ivankovic，《OpenFOAM流体-固体相互作用有限体积解算器》，《FAMENA汇刊》，第42卷，第1-31页，2018年。
[47] 47.U.Küttler和W.Wall，具有动态松弛的固定点流体-结构相互作用求解器，计算力学，第43卷，第61-72页，2008年·兹比尔1236.74284
[48] 48.Y.Bazilevs，V.Calo，J.Cottrell，T.Hughes，A.Reali和G.Scovazzi，不可压缩流大涡模拟的基于变分多尺度残差的湍流建模，应用力学和工程中的计算机方法，第197卷，第1期，第173-2012007页·Zbl 1169.76352号
[49] 49.M.Girfoglio、A.Quaini和G.Rozza，LES滤波方法的POD-Galerkin降阶模型，计算物理杂志，第436卷，第110260页，2021年·Zbl 1474.76045号
[50] 50.R.I.Issa，用算子分裂法求解隐式离散流体流动方程，计算物理杂志，第62卷，第1期，第40-65页，1986年·Zbl 0619.76024号
[51] 51.S.V.Patankar和D.B.Spalding，三维抛物线流中热量、质量和动量传递的计算程序，《国际热质传递杂志》，第15卷，第10期，第1787-1806页，1972年·Zbl 0246.76080号
[52] 52.J.P.Van Doormal和G.D.Raithby，预测不可压缩流体流动的简单方法的增强，《数值传热》，第7卷，第2期，第147-163页，1984年·Zbl 0553.76005号
[53] 53.M.Luhar和H.Nepf，浮力和弹性水生植被的流致重构，《湖沼学和海洋学》，第56卷，第2003-2017页，2011年。
[54] 54.A.N.Kolmogorov，《在非常大雷诺数下不可压缩粘性流体中湍流的局部结构》，Doklady Akademii Nauk SSSR，第30卷，第301-305页，1941年·Zbl 0025.37602号
[55] 55.A.N.Kolmogorov，各向同性湍流中的能量耗散，Doklady Akademii Nauk SSSR，第32卷，第19-21页，1941年。
[56] 56.P.Lax和B.Wendroff，《守恒定律体系》，《纯数学和应用数学通讯》，第13卷，第217-237页，1960年·Zbl 0152.44802号
[57] 57.孟伟，张力腿平台隔水管系统的动态响应分析，硕士论文，莱斯大学，2018年。
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。