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第8卷第3期
有限圆柱体中的Navier-Stokes谱解算器

F.Auteri、M.Biava和L.Quartapelle

Commun公司。计算。物理。,8(2010年),第663-689页。

在线发布:2010-08

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  • 摘要

模拟不可压缩粘性的原始变谱方法给出了有限长圆柱体内部的流动。提议的创意之一方法是傅里叶系数的径向离散化取决于傅里叶模式,其维数随方位角模式的增加而减小数字。这一原则是由松岛和马库斯独立提出的并由Verkley在极坐标系中使用,在这里首次被采用来表示一种三维圆柱伽辽金投影方法。创意的第二个要素是使用最近引入的雅可比多项式的一个特殊基的径向相关性在Dirichlet问题的解决中。在此基础上,表示径向算子由最小稀疏矩阵对角刚度和三对角质量提供这里第一次以封闭形式出现,并引出一个亥姆霍兹算子通过一个有利的条件数。最后,提出了一种新的消除方法由盖子相对于的旋转引起的解的奇异行为圆柱壁上。由于这些元素,产生的Navier-Stokes光谱解算器保证了解在整个计算过程中对任意阶的可微性域,不受时间步长稳定性限制在靠近轴的点聚类的谱方法中。以下是几个测试示例证明了不同条件下解算方法的光谱精度代表性条件。

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模拟不可压缩粘性的原始变谱方法给出了有限长圆柱体内部的流动。提议的独创性的一个要素方法是傅里叶系数的径向离散化取决于傅里叶模式,其维数随方位角模式的增加而减小数字。这一原则是由松岛和马库斯独立提出的并由Verkley在极坐标系中使用,在这里首次被采用来表示三维柱面伽辽金投影法。创意的第二个要素是使用最近引入的雅可比多项式的一个特殊基的径向相关性在Dirichlet问题的解决中。在此基础上,表示径向算子由最小稀疏矩阵对角刚度和三对角质量提供这里第一次以封闭形式出现,并引出一个亥姆霍兹算子通过一个有利的条件数。最后,提出了一种新的消除方法由盖子相对于圆柱壁上。由于这些元素,产生的Navier-Stokes光谱解算器保证了解在整个计算过程中对任意阶的可微性域,并且不受时间步长稳定性限制的影响在靠近轴的点聚类的谱方法中。以下是几个测试示例证明了不同条件下解算方法的光谱精度代表性条件。

F.Auteri、M.Biava和L.Quartapelle。(2020). 有限圆柱体中的Navier-Stokes谱解算器。计算物理中的通信.8(3).663-689.doi:10.4208/cicp.190809.141209a文件
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