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分离有限体积流动求解器无振荡流体-多孔界面处理的评估。 (英语) Zbl 1390.76517号

小结:体积平均法因其实用性和计算效率而经常用于模拟多孔介质中的流动。体积平均多孔流动方程的推导在动量方程中引入了额外的多孔阻力项。这些多孔阻力项在流体-多孔界面处产生了体力不连续性,如果不加以适当解释,可能会导致虚假振荡。已经提出了多种技术来处理这个问题,但直到最近才由M.诺德隆德等[J.Comput.Phys.306199-215(2016;Zbl 1351.76120号); “用于并置变量有限多孔介质流动求解器的改进Rhie-Chow/PISO算法”,载于:第五届多孔介质及其在科学、工程和工业中的应用国际会议论文集。纽约州Red Hook:Curran Associates。第40号论文,第6页(2014年),http://dc.engconfintl.org/cgi/viewcontent.cgi?文章=1037&context=porous_media_V],集中于并置网格和分离解算器的组合,它们通常用于工业应用。在本文中,我们比较了这两种处理流体-多孔界面的方法:(i)重新分布电阻率(RDR)和(ii)表面一致压力(FCP)方法,适用于广泛的工艺条件和多孔介质参数,涵盖了大多数实际的多孔介质流动应用。通过应用系统的定量比较程序来评估这两种方法的数值稳健性和准确性。RDR和FCP方法都被证明适用于处理多孔阻力项中的不连续性,在界面周围产生光滑的解,并通过网格细化获得良好的收敛性。RDR方法被认为是最稳健的方法,尤其是在非常低的达西数和非结构化网格上,这与FCP方法不同。

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76个M12 有限体积法在流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
76S05号 多孔介质中的流动;过滤;渗流

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参考文献:

[1] Nordlund,M。;斯坦尼克,M。;库扎吉,A。;弗雷德里克斯,E。;Geurts,B.,《改进的PISO算法在共轭流体多孔域中模拟密度变化流》,《计算物理杂志》,306199-215,(2016)·Zbl 1351.76120号
[2] 诺德伦德,M。;库扎吉,A。;斯坦尼克,M。;弗雷德里克斯,E。;Geurts,B.,用于并置变量有限多孔介质流动求解器的改进rhie-Chow/PISO算法。第五届多孔介质及其在科学、工程和工业中的应用国际会议,第40期,ECI研讨会系列,(2014年)
[3] Betchen,L。;Straatman,A.G。;汤普森,B.E.,共轭流体/多孔/固体区域的非平衡有限体积模型,数值传热,A部分:应用,49,6,543-565,(2006)
[4] DeGroot,C.T。;Straatman,A.G.,使用通用非结构化网格的共轭流体多孔域中流体流动和非平衡传热的有限体积模型,数值传热,B部分:基金,60,4,252-277,(2011)
[5] Gu,C.,大体力流动的计算,(Taylor,C.;Chin,J.,层流和湍流的数值方法,(1991),Pinerdge Press Swansea),294-305
[6] 佩里克,M。;凯斯勒,R。;Scheuerer,G.,有限体积数值方法与交错网格和同位置网格的比较,Comput Fluids,16,4,389-403,(1988)·Zbl 0672.76018号
[7] Rhie,C。;Chow,W.,后缘分离翼型湍流的数值研究,AIAA J,21,11,1525-1532,(1983)·Zbl 0528.76044号
[8] 帕斯科,A。;佩雷斯,C。;Serón,F.J.,解不可压Navier-Stokes方程的分离和耦合方法的比较,Commun Numer methods Eng,12,10,617-630,(1996)·Zbl 0860.76071号
[9] Goyeau,B。;Lhuillier,D。;戈宾,D。;Velarde,M.,流体-多孔界面的动量输运,《国际传热传质杂志》,46,21,4071-4081,(2003)·Zbl 1065.76606号
[10] 余,P。;Lee,T.S。;曾勇。;Low,H.T.,通过应力跳跃耦合在界面上的多孔和均质流体域中流动的数值方法,国际数值方法流体,53,11,1755-1775,(2007)·Zbl 1370.76110号
[11] Vafai,K。;Thiyagaraja,R.,多孔介质界面区域的流动和传热分析,国际热质传递杂志,30,7,1391-1405,(1987)·Zbl 0628.76098号
[12] Ould-Amer,Y。;奇克,S。;Bouhadef,K。;Lauriat,G.,使用多孔材料增强强制对流冷却,国际热流杂志,19,3,251-258,(1998)
[13] 奇克,S。;Boumedien,A。;Bouhadef,K。;Lauriat,G.,《间歇加热多孔块通道中的流体流动和传热分析》,《热质传递》,33,5-6,405-413,(1998)
[14] 科斯塔,V.A.F。;洛杉矶奥利维拉。;巴利加,B.R。;Sousa,A.C.M.,用控制体积有限元法模拟相邻多孔和开放区域的耦合流动,数值传热,A部分:应用,45,7,675-697,(2004)
[15] 科斯塔,V.A.F。;洛杉矶奥利维拉。;Baliga,B.R.,在控制体积有限元法中实现应力跳跃条件,用于模拟相邻开放和多孔区域的层流耦合流动,数值传热,B部分:基金,53,5,383-411,(2008)
[16] Betchen,L.J。;Straatman,A.G.,基于熵产生最小化的强化传热装置几何优化计算方法,国际数值方法流体,71,3,370-402,(2013)·赞比亚比索1430.80005
[17] 陈,X。;余,P。;Winoto,S.H。;Low,H.-T.,通过应力跳跃耦合在界面处的多孔和均匀流体域中的强制对流的数值方法,Int J Numer Methods Fluids,56,9,1705-1729,(2008)·Zbl 1172.76029号
[18] Barton,I.E.,《瞬变流的SIMPLE和PISO型算法比较》,《国际数值方法流体》,26,4,459-483,(1998)·兹比尔0909.76057
[19] Oxtoby,O。;海恩斯,J。;Suliman,R.,基于开放式泡沫的非均质多孔介质中双流体流动的有限体积解算器,开源CFD国际会议论文集,(2013)
[20] Whitaker,S.,体积平均法,(1999),荷兰多德雷赫特
[21] DeGroot,C.T。;Straatman,A.G.,理想石墨泡沫有效流动和热性能的数值结果,《传热杂志》,134,4,(2012)
[22] Vafai,K。;Tien,C.,多孔介质中流动和传热的边界和惯性效应,《国际热质传递杂志》,24,2,195-203,(1981)·Zbl 0464.76073号
[23] Mencinger,J。;ƀun,I.,关于并置网格上不连续体力场的有限体积离散:在VOF方法中的应用,计算物理杂志,221,2524-538,(2007)·Zbl 1216.76040号
[24] Issa,R。;Ahmadi-Befrui,B。;Beshay,K。;Gosman,A.,用算子分裂法求解隐式离散反应流方程,《计算物理杂志》,93,2,388-410,(1991)·Zbl 0732.76063号
[25] Kim,S.-W。;Benson,T.,非定常流SMAC、PISO和迭代时间推进方案的比较,计算流体,21,3,435-454,(1992)·Zbl 0825.76510号
[26] Jasak,H.,有限体积法的误差分析和估计及其在流体流动中的应用,(1996),伦敦大学帝国学院,博士论文
[27] 克拉克森,J.A。;Adams,C.R.,《关于二元函数有界变差的定义》,Trans-Amer Math Soc,35,4,824-854,(1933)·Zbl 0008.00602号
[28] Wesseling,P.,《计算流体动力学原理》(2001),Springer-Verlag New York,Inc.Secaucus,NJ,USA·Zbl 0989.76069号
[29] Issa,R.,用算子分裂法求解隐式离散流体流动方程,计算物理杂志,62,1,40-65,(1986)·Zbl 0619.76024号
[30] Warming,R。;Beam,R.,迎风二阶差分格式及其在气动流动中的应用,AIAA J,14,1241-1249,(1976)·Zbl 0364.76047号
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