×

理想、粘性和电阻磁流体力学的无发散半隐式有限体积格式。 arXiv:1801.06592

预印本,arXiv:1801.06592[math.NA](2018)。
摘要:本文提出了一种新的基于压力的半隐式有限体积求解器,用于求解可压缩理想、粘性和电阻磁流体力学(MHD)方程。新方法在质量、动量和总能量方面是保守的,并且在多个空间维度中,它的构造方式能够准确地考虑磁场的无发散条件,同时也考虑了电阻效应。通过在适当交错的网格上使用多维Riemann解算器来计算磁场的时间演化和电阻项的双旋度公式,这是可能的。本文提出的MHD方程的新半隐式方法隐式离散了动量方程和总能量方程中与压力相关的所有项,再次使用了适当交错的压力和速度网格。该方案的时间步长受到仅基于流体速度和阿尔芬波速度的CFL条件的限制,而不是基于磁声波的速度。我们的新方法特别适用于低马赫数流动和MHD方程的不可压缩极限,众所周知,基于密度的显式Godunov型有限体积求解器由于越来越严格的CFL条件和不可压缩极限中数值粘度的错误缩放而变得越来越低效和不准确。我们展示了低马赫数下的相关MHD测试问题,其中新的半隐式算法比传统的显式有限体积法快50倍,这在计算效率方面是一个非常显著的提高。然而,我们的数值结果证实了我们的新方法对于具有强冲击的经典MHD测试案例也表现良好。从这个意义上讲,我们的新方案是一个真正的全马赫数流动求解器。
BibTeX公司 引用
arXiv数据取自arXiv OAI-PMH API.如果你发现了错误,请直接向arXiv报告.