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用间断Galerkin方法数值模拟非线性弹性结构与可压缩流之间的相互作用。 (英语) Zbl 1410.76181号

小结:本文研究了可压缩粘性流与非线性弹性结构相互作用的数值模拟。流动由以任意拉格朗日-欧拉(ALE)形式书写的可压缩Navier-Stokes方程描述。对于弹性变形,使用St.Venant-Kirchhoff模型。在空间离散化中,非连续Galerkin有限元法(DGM)既适用于含时域的流动问题,也适用于动态非线性弹性系统。我们证明DGM适用于这两个问题的离散化。作为一个新的结果,我们特别介绍了DGM在动态非线性弹性问题离散化和流体-结构相互作用(FSI)的DGM解中的应用。通过几个数值实验验证了所开发技术的适用性。本文的主要创新点是将DGM应用于FSI问题,采用可压缩流模型与非线性弹性动力系统耦合。

MSC公司:

76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
74B20型 非线性弹性
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
74层10 流固相互作用(包括气动和水弹性、孔隙度等)

软件:

纽顿图书馆
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 阿利普尔,F。;Brücker,Ch。;库克,D.D。;Gömmel,A。;Kaltenbacher,M。;马修斯,W。;蒙古奥,L。;诺曼,E。;施瓦兹,R。;德田,I。;Zörner,S.,《模拟人类发声的数学模型和数值方案》,Curr。生物信息。,6, 323-343 (2011)
[2] Bassi,F。;Rebay,S.,数值求解可压缩Navier-Stokes方程的高精度间断有限元方法,J.Compute。物理。,131, 267-279 (1997) ·Zbl 0871.76040号
[3] Boscheri,W。;Dumbser,M.,三维保守和非保守双曲型方程组的非结构化四面体网格上的直接任意Largian-Eulerian ADER-WENO有限体积格式,J.Compute。物理。,275, 484-523 (2014) ·Zbl 1349.76310号
[4] Bower,A.F.,《固体应用力学》(2010),CRC出版社,Taylor&Francis集团:CRC出版社
[5] H.J.本加兹。;Schäfer,M.,流体-结构相互作用,建模,仿真,优化。建模、仿真、优化、计算科学与工程讲稿,53(2006),Springer·Zbl 1097.76002号
[6] H.J.本加兹。;Schäfer,M.,流体-结构相互作用II,建模,仿真,优化。建模、仿真、优化、计算科学与工程讲稿(2010),施普林格
[7] Ciarlet,P.G.,《数学弹性》,第一卷:三维弹性,《数学及其应用研究》,第20卷(1988年),Elsevier Science Publishers B.V.:Elsevier-Sience Publisher B.V.Amsterdam·兹伯利0648.73014
[8] 乔塞内克,J。;费斯塔尔,M。;Kosík,A.,DGFEM,用于分析可压缩流引起的翼型振动,Z.Angew。数学。机械。,93, 6-7, 387-402 (2013) ·Zbl 1277.74026号
[9] Česenek,J.等人。;费斯塔尔,M。;霍拉克,J。;库切拉,V。;Prokopová,J.,时间相关域中可压缩粘性流的模拟,应用。数学。计算。,219, 7139-7150 (2013) ·Zbl 1426.76233号
[10] 戴维斯,T.A。;Duff,I.S.,《稀疏LU因子分解的非对称模式多波前方法》,SIAM J.矩阵分析。申请。,18, 1, 140-158 (1997) ·Zbl 0884.65021号
[11] Dolejší,V.,粘性可压缩流动的半隐式内罚间断Galerkin方法,Commun。计算。物理。,4, 231-274 (2008) ·Zbl 1364.76085号
[12] 非线性问题的Deufhard,P.,Newton方法,仿射不变性和自适应算法。仿射不变性和自适应算法,计算数学中的Springer系列,35(2004),Springer:Springer Berlin·Zbl 1056.65051号
[13] 克拉克·R。;考克斯·D。;柯蒂斯,H.C。;爱德华兹,J.W。;霍尔,K.C。;彼得斯,D.A。;斯坎兰,R。;司米,E。;Sisto,F。;斯特加纳克,T.W。;Dowell,E.H.,《气动弹性现代课程》(2005),Kluwer学术出版社,Springer
[14] 费斯塔尔,M。;Dolejší,V。;库切拉,V.,关于模拟宽马赫数范围可压缩流动的间断Galerkin方法,计算。视觉。科学。,10, 17-27 (2007)
[15] 费斯陶尔,M。;Hasnedlová-Prokopová,J。;霍拉克,J。;科西克,A。;库切拉,V.,描述可压缩流体和结构相互作用的动力系统的DGFEM,J.Compute。申请。数学。,254, 17-30 (2013) ·兹比尔1290.65089
[16] 医学硕士费尔南德斯。;Moubachir,M.,使用精确雅可比矩阵求解流体-结构耦合的牛顿方法,计算。结构。,83, 127-142 (2005)
[18] 哈斯内德洛娃,J。;费斯塔尔,M。;霍拉克,J。;科西克,A。;库切拉,V.,可压缩流和弹性结构的流体-结构相互作用的数值模拟,《计算》,95,343-361(2013)·Zbl 1273.76273号
[19] 霍拉克,J。;Šidlof,P。;Švec,J.G.,用赫兹冲击力模型对人类声带自激振荡的数值模拟,J.流体结构。,20, 853-869 (2005)
[20] 米塔尔·R。;艾拉斯,公元前。;Plesniak,M.W.,《人类发声和说话的流体动力学》,年。流体力学版次。,45, 437-467 (2013) ·Zbl 1359.76262号
[21] Paidoussis,M.P.,《流体-结构相互作用、细长结构和轴向流》(2013),学术出版社,爱思唯尔出版社
[22] Richter,T.,流体-结构相互作用问题的面向目标误差估计,计算。方法应用。机械。工程,223-224,28-42(2012)·Zbl 1253.74037号
[23] 田,F.-B。;戴,H。;罗,H。;多伊尔,J.F。;卢梭,B.,《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》,J.Compute。物理学。(2013)
[24] Turek,S。;Hron,J.,《弹性物体和层流不可压缩流之间流体-结构相互作用的数值基准建议》,(Bungartz,H.J.;Schäfer,M.,《流体-结构交互作用:建模、模拟、优化》(2006),斯普林格弗拉格-柏林-海德堡:斯普林格沃拉格-伯林-海德伯格荷兰),371-385·Zbl 1323.76049号
[25] De Vries,M.P。;香港舒特。;Veldman,A.E.P。;Verkerke,G.J.,通过两质量模型的声门流动:Navier-Stokes解与简化模型的比较,J.Acoust。《美国社会杂志》,1111847-1853(2011)
[26] 张,Z。;Neubauer,J。;Berry,D.A.,发声开始的物理机制:发声的气动弹性连续模型的线性稳定性分析,J.Acoust。《美国社会》,1222279-2295(2007)
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