数学。模型。自然现象。16 (2021) 20流体-结构相互作用的并行时间步进
1赫尔穆特·施密特大学,德国汉堡。
2马格德堡奥托·冯·盖瑞克大学,德国马格德堡。
*通讯作者:托马斯.richter@ovgu.de
收到:27月2019
认可的:111月2021
摘要
我们提出了一种用于流体-结构相互作用的并行时间步长方法。不可压缩Navier-Stokes方程和超弹性固体之间的相互作用是在一个完整的整体框架中建立的。空间离散是基于所有变量的等阶有限元,并使用Crank-Nicolson格式的一个变量作为二阶时间积分器。为了加速系统的求解,我们分析了一种并行时间方法。对于二维和三维中的不同数值测试案例,我们给出了所得解方法的效率。我们还讨论了与流体-结构相互作用问题的特殊结构有关的一些挑战和限制。特别地,我们将研究时间积分的稳定性和耗散效应及其对拟实方法收敛性的影响。事实证明,尤其是基于内部动力学的过程(例如由弹性障碍物周围的涡街驱动)会造成很大的困难。然而,由振荡问题数据驱动的配置非常适合并行时间步进,并允许大幅加速。
数学学科分类:65L05/65M22/65Y05/76D05/74F10
关键词:流体-结构相互作用/并行时间步进/有限元/单片/准实