×

隐式非定常可压缩流模拟的高效间断Galerkin实现和预条件。 (英语) Zbl 1519.76143号

摘要:本文介绍并比较了高阶间断Galerkin方法的有效实现:无模态矩阵间断Galergin(DG)方法、可混合间断Galerkin(HDG)方法和原始的HDG公式,应用于非定常可压缩流动的隐式解。无矩阵实现允许在处理隐式时间精确离散化时减少求解器的内存占用。HDG通过静态压缩系统内部的元素自由度,以利于面未知,从而在高阶下减少了相对于DG的全局耦合自由度的数量。这个原始的公式通过消除作为单独未知的梯度,进一步降低了元件内部的自由度。本文介绍了这些离散化的一个\(p)-多重网格预处理器实现,并给出了各种流动问题的结果。对于刚性系统,例如在高阶近似下由低马赫数流引起的系统,观察到了(p)-多重网格策略相对于更简单、更便宜的预条件器的优点。多重网格预条件器在并行计算中也显示出良好的可伸缩性。使用无矩阵/简化版本的预处理程序,可以进一步节省速度和内存。

理学硕士:

76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
65平方米 含偏微分方程初值和初边值问题离散方程的数值解
76牛顿 可压缩流体和气体动力学
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Bassi,F。;Crivellini,A。;Di Pietro,D.A。;Rebay,S.,《定常和非定常不可压缩流动的隐式高阶间断Galerkin方法》,计算流体,36,10,1529-1546(2007)·Zbl 1194.76102号
[2] Bassi,F。;博蒂,L。;科伦坡,A。;吉多尼,A。;Massa,F.,应用于可压缩和不可压缩非定常流的间断Galerkin解的线性隐式Rosenbrock型Runge-Kutta格式,计算流体,118,305-320(2015)·Zbl 1390.76833号
[3] 赫塞文,J.S。;Warburton,T.,Nodal非连续Galerkin方法:算法、分析和应用(2007),Springer Science&Business Media
[4] Wang,L。;Mavrilis,D.J.,高精度间断Galerkin离散化非定常Euler方程的隐式解,计算物理杂志,225,21994-2015(2007)·Zbl 1343.76022号
[5] 佩尔松,P.-O。;Peraire,J.,Navier-Stokes方程间断Galerkin离散的Newton-GMRES预处理,SIAM J.Sci。计算。,30, 6, 2709-2733 (2008) ·Zbl 1362.76052号
[6] 迪奥萨迪,L.T。;Darmofal,D.L.,Navier-Stokes方程间断Galerkins解的预处理方法,计算物理杂志,228,11,3917-3935(2009)·Zbl 1185.76812号
[7] 伯肯,P。;Gassner,G。;哈斯,M。;Munz,C.D.,非定常三维Navier-Stokes方程模态间断Galerkin方法的预处理,计算物理杂志,240,20-35(2013)·Zbl 1426.76520号
[8] Saad,Y.,《一种灵活的内外预处理GMRES算法》,SIAM J.Sci。计算。,14, 2, 461-469 (1993) ·Zbl 0780.65022号
[9] Fidkowski,K.J。;Oliver,T.A。;卢,J。;Darmofal,D.L.,p-可压缩Navier-Stokes方程高阶间断Galerkin离散的多重网格解,计算物理杂志,207,1,92-113(2005)·Zbl 1177.76194号
[10] 沙巴齐,K。;马夫里普利斯,D.J。;Burgess,N.K.,可压缩Navier-Stokes方程高阶不连续Galerkin离散化的多网格算法,J Comput Phys,228,217917-7940(2009)·Zbl 1391.65181号
[11] 博蒂,L。;科伦坡,A。;Bassi,F.,h-不可压缩流动问题间断Galerkin离散的基于多重网格聚集的求解策略,《计算物理杂志》,347382-415(2017)·Zbl 1380.65251号
[12] Franciolini M,Botti L,Colombo A,Crivellini A.p-不可压缩湍流欠分辨率模拟的无多重网格矩阵间断Galerkin解策略。arXiv:180900866 2018·Zbl 1519.76144号
[13] Crivellini,A。;Bassi,F.,粘性和湍流空气动力学模拟的隐式无矩阵间断Galerkin解算器,计算流体,50,1,81-93(2011)·Zbl 1271.76164号
[14] Ceze,M。;Diosady,L。;Murman,S.M.,高阶时空无矩阵伴随解算器的开发,第54届AIAA航空航天科学会议,0833(2016)
[15] Franciolini,M。;Crivellini,A。;Nigro,A.,关于不可压缩湍流高阶间断Galerkin解的无矩阵线性隐式时间积分策略的效率,计算流体,159276-294(2017)·Zbl 1390.76312号
[16] Cockburn,B。;杜波依斯,O。;Gopalakrishnan,J。;Tan,S.,HDG方法的多重网格,IMA J Numer Anal,34,4,1386-1425(2014)·Zbl 1304.65260号
[17] Nguyen,北卡罗来纳州。;佩雷尔,J。;Cockburn,B.,非线性对流扩散方程的隐式高阶可杂交间断Galerkin方法,计算物理杂志,228,23,8841-8855(2009)·兹比尔1177.65150
[18] Fidkowski,K.J.,映射变形域上的混合非连续Galerkin方法,计算流体,139,80-91(2016)·Zbl 1390.76310号
[19] Kirby,R.M。;舍温,S.J。;Cockburn,B.,To CG or To HDG:一项比较研究,《科学计算杂志》,51,1,183-212(2012)·Zbl 1244.65174号
[20] 雅科夫列夫,S。;莫西·D·。;Kirby,R.M。;Sherwin,S.J.,《To CG or To HDG:三维对比研究》,《科学计算杂志》,67,1,192-220(2016)·Zbl 1339.65225号
[21] Woopen,M。;巴兰,A。;May,G。;Schütz,J.,可压缩流动基于目标的hp自适应模拟混合和标准DG方法的比较,计算流体,98,3-16(2014)·Zbl 1391.76368号
[22] Dahm,J.,《走向准确、高效和稳健的杂交非连续Galerkin方法》(2017),密歇根大学博士论文
[23] Devloo,P。;Faria,C。;法里亚斯,A。;戈麦斯,S。;Loula,A。;马耳他,S.,《关于二阶椭圆问题的连续、不连续、混合和原始杂交有限元方法》,国际J数值方法工程(2018)
[24] Kronbichler,M。;Wall,W.A.,《连续和不连续Galerkin方法与快速多重网格求解器的性能比较》,SIAM J.Sci。计算。,40、5、A3423-A3448(2018)·Zbl 1402.65163号
[25] 舒茨,J。;Aizinger,V.,杂交非连续Galerkin方法的层次尺度分离方法,J Comput Appl Math,317500-509(2017)·Zbl 1357.65267号
[26] Arnold,D.N。;布雷齐,F。;Cockburn,B。;Marini,L.D.,椭圆问题间断Galerkin方法的统一分析,SIAM J Numer Ana,39,5,1749-1779(2002)·Zbl 1008.65080号
[27] Roe,P.L.,近似黎曼解算器,参数向量和差分格式,《计算物理杂志》,43,2,357-372(1981)·Zbl 0474.65066号
[28] Bassi,F。;Rebay,S。;Mariotti,G。;Pedinotti,S。;Savini,M.,《无粘和粘性涡轮机械流动的高精度间断有限元法》(Decuypere,R.;Dibelius,G.,第二届欧洲涡轮机械流体动力学和热力学会议(1997年),技术研究所:比利时安特卫彭技术研究所),99-108
[29] 布雷齐,F。;Manzini,G。;Marini,D。;彼得拉,P。;Russo,A.,椭圆问题的间断Galerkin逼近,数值方法部分微分Equ,16,365-378(2000)·Zbl 0957.65099号
[30] Bassi,F。;Rebay,S.,2D Euler方程的高精度间断有限元解,计算物理杂志,138251-285(1997)·Zbl 0902.76056号
[31] Bijl,H。;Carpenter,M.H。;Vatsa,V.N。;Kennedy,C.A.,《非定常可压缩Navier-Stokes方程的隐式时间积分格式:层流》,《计算物理杂志》,179,1,313-329(2002)·Zbl 1060.76079号
[32] Antonietti,P.F。;萨蒂,M。;Verani,M.,椭圆问题hp-连续Galerkin离散化的多重网格算法,SIAM J Numer Ana,53,1,598-618(2015)·Zbl 1312.65181号
[33] 第五届高阶CFD方法国际研讨会,https://how5.cenaero.be/; 2018
[34] 梅内基尼,J.R。;萨尔塔拉,F。;西奎拉,C.L.R。;Ferrari Jr,J.A.,串联和并排布置的两个圆柱体之间流动干扰的数值模拟,《流体结构杂志》,15,2,327-350(2001)
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。