×

基于龙格-库塔间断伽辽金方法的可压缩多介质流动界面处理技术。 (英语) Zbl 1282.76127号

摘要:将高精度Runge-Kutta间断Galerkin(RKDG)方法应用于可压缩多介质流动的模拟,推广了文中给出的界面处理方法[A.切尔托克等,ESAIM,数学。模型。数字。分析。42,第6期,991–1019(2008年;Zbl 1232.76030号)]. 在界面所在的混合单元中,解决黎曼问题以定义界面两侧的状态。Riemann问题的输入状态是通过从混合单元邻域的解多项式外推到单元边界来获得的。通过对Hamilton-Jacobi方程使用高阶精确RKDG方法来求解水平集方程,从而得到耦合问题的统一DG解算器。如果我们将混合单元中的状态包括在内,则该方法是保守的,但在更新其他单元中的数值解时不使用这些状态。绘制混合单元中的状态以更好地评估守恒误差,这表现为与相邻单元的状态相比的过冲/欠冲。混合单元中的这些过冲/欠冲取决于问题,并随时间变化。数值算例表明,对于一维和二维问题,我们的方案的结果与其他方法相比很好。特别是,该算法能够很好地捕捉一维激波-熵波相互作用问题和二维激波-气泡相互作用问题的复杂流动特征。

MSC公司:

76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
76N15型 气体动力学(一般理论)
76N10型 可压缩流体和气体动力学的存在性、唯一性和正则性理论

软件:

HE-E1GODF公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Abgrall,R.,《如何防止多组分流动计算中的振荡:准保守方法》,J.Compute。物理。,125, 150-160 (1996) ·Zbl 0847.76060号
[2] Abgrall,R。;Karni,S.,《可压缩多流体的计算》,J.Compute。物理。,169, 594-623 (2001) ·兹比尔1033.76029
[3] Adalsteinson,D。;Sethian,J.A.,传播接口的快速水平集方法,J.Compute。物理。,118, 269-277 (1995) ·Zbl 0823.65137号
[4] Adalsteinson,D。;Sethian,J.A.,《水平集方法中扩展速度的快速构造》,J.Compute。物理。,148, 2-22 (1999) ·Zbl 0919.65074号
[5] 鲍尔,G.J。;豪厄尔,B.P。;Leighton,T.G。;Schofield,M.J.,水中圆柱形气泡的冲击致塌:自由拉格朗日模拟,冲击波,10265-276(2000)·兹伯利0980.76090
[6] 纽约州伯恩。;Field,J.E.,液体中单个空腔的冲击致塌,J.流体力学。,244, 225-240 (1992)
[7] 凯登,R。;Fedkiw,R.P。;Anderson,C.,由可压缩和不可压缩区域组成的两相流数值方法,J.Compute。物理。,166, 1-27 (2001) ·Zbl 0990.76065号
[8] Cheng,Y.D。;Shu,C.-W.,直接求解Hamilton-Jacobi方程的间断Galerkin有限元方法,J.Compute。物理。,223, 398-415 (2007) ·Zbl 1124.65090号
[9] Chertock,A。;卡尔尼,S。;Kurganov,A.,可压缩多流体的界面跟踪方法,数学。模型。数字。分析。,42, 991-1019 (2008) ·Zbl 1232.76030号
[10] Cockburn,B。;Hou,S。;Shu,C.-W.,TVB Runge-Kutta局部投影非连续Galerkin守恒定律有限元方法IV:多维情况,数学。计算。,54, 545-581 (1990) ·Zbl 0695.65066号
[11] Cockburn,B。;Lin,S.-Y。;Shu,C.-W.,TVB Runge-Kutta局部投影非连续Galerkin有限元方法,守恒定律III:一维系统,J.Compute。物理。,8490-113(1989年)·Zbl 0677.65093号
[12] Cockburn,B。;Shu,C.-W.,TVB Runge-Kutta局部投影间断Galerkin标量守恒律有限元方法II:一般框架,数学。计算。,52, 411-435 (1989) ·Zbl 0662.65083号
[13] Cockburn,B。;Shu,C.-W.,标量守恒律的Runge-Kutta局部投影P1-连续Galerkin方法,数学。模型。数字。分析。,25, 337-361 (1991) ·Zbl 0732.65094号
[14] B.Cockburn和C.-W.Shu,《二维欧拉气体动力学方程的P1-RKDG方法》,ICASE报告91-32,NASA兰利研究中心,1991年。;B.Cockburn和C.-W.Shu,《二维欧拉气体动力学方程的P1-RKDG方法》,ICASE报告91-32,NASA兰利研究中心,1991年。
[15] Cockburn,B。;Shu,C.-W.,守恒定律的Runge-Kutta不连续伽辽金方法V:多维系统,计算机J。物理。,141, 199-224 (1998) ·Zbl 0920.65059号
[16] Davis,S.F.,双曲守恒律系统的界面跟踪方法,应用。数字。数学。,10447-472(1992年)·Zbl 0766.65067号
[17] Fedkiw,R.P.,将欧拉流体计算与拉格朗日固体计算与虚流体方法耦合,J.Compute。物理。,175, 200-224 (2002) ·Zbl 1039.76050号
[18] Fedkiw,R.P。;Aslam,T。;梅里曼,B。;Osher,S.,《多材料流动界面的非振荡欧拉方法》(鬼流体方法),J.Compute。物理。,152, 457-492 (1999) ·Zbl 0957.76052号
[19] Fedkiw,R.P。;Aslam,T。;Xu,S.,《爆燃和爆轰不连续性的鬼流体方法》,J.Compute。物理。,154, 393-427 (1999) ·Zbl 0955.76071号
[20] Glimm,J。;格罗夫,J.W。;Li,X.L。;施悦,K.-M。;曾勇。;张强,三维前沿跟踪,SIAM J.Sci。计算。,19703-727(1998年)·Zbl 0912.65075号
[21] Glimm,J。;Li,X.L。;刘,Y。;Zhao,N.,《保守前沿跟踪和水平集算法》,Proc。国家。阿卡德。科学。美国,98,14198-14201(2001)·Zbl 1005.65091号
[22] Glimm,J。;刘,Y。;徐,Z。;Zhao,N.,《提高准确度的保守正面跟踪》,SIAM J.Numer。分析。,41, 1926-1947 (2003) ·Zbl 1053.35093号
[23] Kang,M。;Fedkiw,R.P。;Liu,X.D.,多相不可压缩流动的边界条件捕捉方法,科学杂志。计算。,15223-360(2000年)·Zbl 1049.76046号
[24] Liu,T.G。;Khoo,B.C。;Yeo,K.S.,强冲击材料界面的Ghost流体方法,J.Comput。物理。,190, 651-681 (2003) ·Zbl 1076.76592号
[25] Liu,T.G。;Khoo,B.C。;Wang,C.W.,《气水模拟的鬼影流体方法》,J.Compute。物理。,204, 193-221 (2005) ·Zbl 1190.76160号
[26] Liu,T.G。;Khoo,B.C。;Xie,W.F.,修正的鬼流体方法,用于空化存在下的极端流体-结构相互作用,Commun。计算。物理。,1, 898-919 (2006) ·Zbl 1115.76389号
[27] Liu,T.G。;Khoo,B.C。;Yeo,K.S.,可压缩多介质流动的模拟。第一部分:应用于一维气-气和气-水案例的新方法,计算。流体,30,3,291-314(2001)·Zbl 1052.76046号
[28] 刘晓东。;Fedkiw,R.P。;Kang,M.,不规则域上Poisson方程的边界条件捕获方法,计算。物理。,160, 151-178 (2000) ·Zbl 0958.65105号
[29] Nguyen,D.Q。;Fedkiw,R.P。;Kang,M.,《不可压缩火焰不连续性的边界条件捕捉方法》,J.Compute。物理。,172, 71-98 (2001) ·Zbl 1065.76575号
[30] Osher,S。;Sethian,J.A.,《以曲率相关速度传播的前沿:基于哈密尔顿-雅可比公式的算法》,J.Compute。物理。,79, 12-49 (1988) ·Zbl 0659.65132号
[31] 邱建新。;刘,T.G。;Khoo,B.C.,《可压缩双介质流动模拟的Runge-Kutta间断Galerkin方法:一维情况》,J.Compute。物理。,222, 353-373 (2007) ·Zbl 1127.76028号
[32] 邱,J.X。;Liu,T.G。;Khoo,B.C.,用Runge-Kutta间断Galerkin方法和鬼流体方法模拟可压缩双介质流动,Commun。计算。物理。,3, 479-504 (2008) ·Zbl 1195.76262号
[33] Quirk,J.J。;Karni,S.,《关于激波-气泡相互作用的动力学》,J.流体力学。,318, 129-163 (1996) ·Zbl 0877.76046号
[34] Shu,C.-W.,TVB守恒定律的一致高阶格式,数学。计算。,49, 105-121 (1987) ·Zbl 0628.65075号
[35] 舒,C.-W。;Osher,S.,《本质上非振荡冲击捕获方案的有效实现》,J.Compute。物理。,77, 439-471 (1988) ·Zbl 0653.65072号
[36] 舒,C.-W。;Osher,S.,《本质上非振荡冲击捕获方案的有效实现》,II,J.Compute。物理。,83, 32-78 (1989) ·Zbl 0674.65061号
[37] Toro,E.F.,Riemann Solvers and Numerical Method for Fluid Dynamics:A Practical Introduction(1997),《Springer-Verlag:Springer-Verlag Berlin》·兹比尔0888.76001
[38] Wang,C.W。;Liu,T.G。;Khoo,B.C.,《模拟多介质可压缩流动的真实鬼流体方法》,SIAM J.Sci。计算。,28, 278-302 (2006) ·Zbl 1114.35119号
[39] Wang,C.W。;唐海珍。;Liu,T.G.,用于可压缩气水模拟的自适应鬼流体有限体积法,J.Compute。物理。,227, 6385-6409 (2008) ·Zbl 1388.76189号
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。