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可压缩流的压力密封和非刚性体积惩罚。一种具有良好守恒性质的浸没边界法。 (英语) Zbl 1492.76087号

摘要:在结构化网格中嵌入几何体可以在流体模拟中简单处理复杂对象。可以使用各种方法嵌入几何图形。常用的Brinkman体积惩罚法将几何形状建模为多孔介质,并在孔隙率消失的极限下近似固体物体。在其最简单的形式中,动量方程被一个惩罚流体速度的项所扩充,在许多应用中产生了良好的结果。然而,它会产生数值刚度,特别是在需要平衡高压梯度的情况下。这里,我们重点讨论多孔介质的有效体积减少(通常称为孔隙度)的影响。导出了一种方法,该方法允许在数值刚度几乎没有增加的情况下,将通过物体的通量减少到几乎为零。此外,非滑移边界条件和绝热边界条件也很容易构造。孔隙度项允许保持基础数值格式的不对称性,从而提高数值稳定性。此外,可以在非泛化域中实现很好的质量和能量守恒,为此边界平滑在其定义中引入了一点模糊性。该方案在声学场景中进行了测试,用于近不可压缩和强可压缩流动。

MSC公司:

76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用
76纳米06 可压缩Navier-Stokes方程
76S05号 多孔介质中的流动;过滤;渗流
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