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(text{OpenFOAM}^\circledR)中非结构化并置有限体积法中不同Runge-Kutta和速度插值方法的数值耗散率分析。 (英语) Zbl 07687597号

摘要:用于计算对流面通量和单元面速度的方法导致不可压缩Navier-Stokes方程有限体积并置网格解算器中的不同基本数值算法。在本研究中,分析了以下五种数值算法对数值耗散率和Runge-Kutta格式选择的时间一致性的影响:(1)Rhie和Chow(1983)的原始算法,(2)标准OpenFOAM方法,(3)Vuorinen等人(2014)使用的算法,(4)Kazemi-Kamyab等人(2015)方法和(5)D'Alessandro等人(2018)方法。最后三种算法参考了\(text{OpenFOAM}^\circledR)中低耗散数值方法的最新实现。
本文没有提出新的计算方法。相反,本文的主要科学贡献是:(1)在我们在OpenFOAM中实现的统一框架内,系统评估了所考虑的五种数值方法对所选Runge-Kutta格式的数值耗散率和时间一致性的影响,以及(2)Komen et al.(2017)方法的应用,以量化五种数值方法中的三种方法在完全发展的紊流通道流准DNS和欠分辨率DNS中引入的数值耗散率。此外,我们在相应的数值结果中解释了引入的数值耗散对观测趋势的影响。
作为主要结论之一,我们发现,由于在压力泊松方程中应用紧凑模板而引入的压力误差,导致本研究中测试用例的时间方案的精度降低。因此,从精度的角度来看,应用高阶时态方案是没有用的,应用二阶时态模式似乎就足够了。

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65升06 常微分方程的多步、Runge-Kutta和外推方法
6500万08 含偏微分方程初值和初边值问题的有限体积法
65平方米 涉及偏微分方程的初值和初边值问题的线方法
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 火腿,F。;留置权,F。;Strong,A.,J.计算。物理。,177 (1), 117-133 (2002) ·Zbl 1066.76044号
[2] Morinishi,Y。;O.瓦西利耶夫。;Ogi,T.,J.计算。物理。,197, 686-710 (2004) ·Zbl 1079.76602号
[3] Ansys-Fluent,Y.,《用户指南》,第14.0版(2011年),Ansys Inc.:Ansys Inc黎巴嫩
[4] Star Ccm+,Y.,用户指南,版本8.06(2013),CD adapco:CD adapco伦敦
[5] OpenFOAM®,Y.,用户指南,版本5.0(2017),OpenFOAM®基金会
[6] Archambeau,F。;梅奇托,N。;Sakiz,M.,Int.J.有限卷,1,1-62(2004)·Zbl 1490.76137号
[7] Versteeg,H。;Malalasekera,W.(Versteeg,H.;Mallaasekera,W.,《计算流体动力学导论:有限体积法》(2007),培生教育有限公司)
[8] Ferziger,J。;Perić,M.,(Ferziger,J.;Perić的M.,流体动力学计算方法(1997),Springer Verlag:Springer Verlag Berlin)·Zbl 0869.76003号
[9] Rhie,C。;Chow,W.,AIAA J.,211525-1532(1983)·Zbl 0528.76044号
[10] Pascau,A.,《国际数学家杂志》。《液体方法》,65,812-833(2011)·Zbl 1428.76173号
[11] Morinishi,Y。;Lund,T。;O.V.瓦西利耶夫。;Moin,P.,J.计算。物理。,143, 90-124 (1998) ·Zbl 0932.76054号
[12] Felten,F。;Lund,T.,J.计算。物理。,215, 465-484 (2006) ·Zbl 1173.76382号
[13] 科门,E。;Shams,A。;卡米洛。;Koren,B.,计算与流体,96,87-104(2014)·Zbl 1391.76227号
[14] 卡斯蒂格利奥尼,G。;Domaradzki,J.,计算与流体,119,37-46(2015)·Zbl 1390.76137号
[15] 科门,E。;卡米洛,L。;Shams,A。;Geurts,B。;Koren,B.,J.计算。物理。,345, 565-595 (2017) ·Zbl 1378.76035号
[16] Vuorinen,V。;Keskinen,J。;杜维格,C。;Boersma,B.,计算机和流体,93,153-163(2014)·Zbl 1391.76006号
[17] Issa,R.,J.计算。物理。,62, 40-65 (1985) ·Zbl 0619.76024号
[18] 卡泽米·卡米亚布,V。;van Zuijlen,A。;Bijl,H.,计算与流体,107-114(2015)
[19] D’Alessandro,V。;Binci,L。;Montelpare,S。;Ricci,R.,计算。物理学。通信,22214-30(2018)·Zbl 07693031号
[20] 桑德斯,B。;Koren,B.,J.计算。物理。,231, 3041-3063 (2012) ·Zbl 1402.65116号
[21] 沈,C。;Sun,F。;Xia,X.,J.计算。物理。,185, 2730-2741 (2014) ·Zbl 1360.76010号
[22] 莫德斯蒂,D。;Pirozzoli,S.,计算与流体,152,14-23(2017)·Zbl 1390.76492号
[23] 希肯,J。;火腿,F。;Militzer,J。;Koksal,M.,J.计算。物理。,208, 704-734 (2005) ·Zbl 1329.76134号
[24] van der Blij,F.,《适合转变的细胞形状》(2007),格罗宁根国立大学:荷兰国立大学,(硕士论文)
[25] 沙申克,F。;拉尔森,J。;Iacarino,G.,J.计算。物理。,2294425-4430(2010年)·兹比尔1305.76080
[26] Verstapen,R。;Veldman,A.,J.计算。物理。,187, 343-368 (2003) ·Zbl 1062.76542号
[27] Trias,F。;O.莱姆库尔。;奥利瓦,A。;佩雷兹·塞加拉,C。;Verstapen,R.,J.计算。物理。,258, 246-267 (2014) ·Zbl 1349.65386号
[28] 伯德·R。;斯图尔特,W。;Lightfoot,E.N.,(Bird,R.;Stewart,W.;Lightfoet,E.N..,《运输现象》(1960),John Wiley&Sons Inc.)
[29] Durbin,P。;Petterson-Reif,B.(Durbin,P.;Petterson-Leif,B,湍流统计理论和建模(2011),威利父子有限公司)·Zbl 1206.76001号
[30] Pope,S.(Pope,S,湍流(2000),剑桥大学出版社)·Zbl 0966.76002号
[31] 范德博斯,F。;Geurts,B.,《物理学》。流体,17035108-035108-20(2005)·Zbl 1187.76536号
[32] Butcher,J.,J.奥斯特。数学。《社会学杂志》,4,2,179-194(1964)·Zbl 0244.65046号
[33] 海尔,E。;诺塞特,S。;Wanner,G.,《求解常微分方程I.非刚性问题》(2008),Springer-Verlag
[34] 阿舍尔,美国。;Ruuth,S。;Spiteri,R.,应用。数字。数学。,25, 2-3, 151-167 (1997) ·Zbl 0896.65061号
[35] 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年),帝国理工医学院,(博士论文)
[36] de Villiers,E.,《大涡模拟在壁面流动建模中的潜力》(2006年),帝国理工学院,(博士论文)
[37] Ferziger,J.(汉堡大学:德国汉堡大学湍流计算短期课程讲稿(1995))
[38] Kazemi-Kamyab,V.,《非稳态共轭传热的高阶时间精度分区模拟》(2013),代尔夫特工业大学(博士论文)·Zbl 1286.80001号
[39] Choi,S.,数字。传热A,36,545-550(1999)
[40] van Kan,J.,SIAM科学杂志。统计计算。,7, 870-891 (1986) ·Zbl 0594.76023号
[41] Vreman,A。;Kuerten,J.,《物理学》。流体,26,1-21(2014),015102
[42] Nicoud,F。;Ducros,F.,《湍流燃烧》。,62, 183-200 (1999) ·Zbl 0980.76036号
[43] 霍亚斯,南卡罗来纳州。;Jimenez,J.,《物理学》。流体,20,1-8(2008)·Zbl 1182.76330号
[44] Schranner,F。;多马拉茨基,J。;希克尔,S。;亚当斯,N.,计算。流体,11484-97(2015)·Zbl 1390.76513号
[45] Hadžiabdić,M.,LES,RANS和撞击流和传热的联合模拟(2006),代尔夫特理工大学,(博士论文)
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