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Cahn-Hilliard扩展Darcy模型的二阶线性解耦能量耗散率保持方案。 (英文) Zbl 07515453号

摘要:热力学一致的Cahn-Hilliard-Extended-Darcy(CHED)模型被用于描述多孔介质中二元不可压缩流体流动的瞬态运动。本文基于能量求积策略,为CHED模型开发了一系列线性、二阶、能量耗散率保持的数值算法。我们首先使用广义Onsager原理将不可压缩CHED模型扩展为弱可压缩、热力学一致的模型。在弱可压缩模型的指导下,我们以投影和能量求积(EQ)方法的形式设计了一对线性、二阶、解耦、半离散的时间算法。利用空间交错网格上的二阶有限差分方法得到了全离散算法。我们从理论上证明,所获得的数值算法在任何时间步长下都尊重离散水平上的能量耗散率和体积守恒特性,使其无条件能量稳定。数值研究了网格细化试验、二元流体的粗化动力学以及浮力驱动的二元流体在多孔介质中的运动。在浮标驱动流模拟中,使用该模型设计了一组新的流入和流出边界条件。数值结果与文献中的结果进行了比较。

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