苏申伟；赖明池；林超安 用于模拟具有刚性边界的复杂流动的浸没边界技术。 （英语） Zbl 1177.76299号 计算。流体 36，第2期，313-324（2007）. 摘要：提出了一种新的浸没边界（IB）技术，用于模拟流动与固体边界的相互作用。本公式采用欧拉和拉格朗日变量的混合物，其中固体边界由嵌入欧拉流体域并向其施加力的离散拉格朗夫标记表示。拉格朗日标记和流体变量之间的相互作用通过一个简单的离散化德尔塔函数联系起来。数值积分基于交错网格空间框架下的二阶分步法。基于欧拉网格上的直接动量力，提出了一种新的拉格朗日力公式，这确保了在中间时间步长内满足浸没边界上的无滑移边界条件。这个强制过程包括求解带状线性方程组，该方程组的未知数由拉格朗日标记上的边界力组成；因此，未知数的阶数比流体变量的阶数低一维。数值实验表明，虽然所采用的数值格式的二阶精度降低到了1.5阶，但所提出的力公式并没有改变稳定性极限。使用该技术模拟了四个不同的试验问题（旋转环流、盖驱动空腔以及静止圆柱和直列振荡圆柱上的流动），并将结果与以前的实验和数值结果进行了比较。数值实验表明，该方法在求解具有静止和移动边界的复杂几何流动问题时具有较高的精度和能力。 引用于76文件 MSC公司： 76米25 其他数值方法（流体力学）（MSC2010） 76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{S.-W.Su}等人，计算。流体36，No.2，313--324（2007；Zbl 1177.76299） 全文： 内政部 参考文献： [1] Osher，S。；Shu，C.W.，Hamilton-Jacobi方程的高阶本质非振荡格式，SIAM J Numer Ana，28，907（1991）·Zbl 0736.65066号 [2] 蒋国胜（Jiang，G.S.）。；Shu，C.W.，加权ENO方案的有效实施，《计算机物理杂志》，126202（1996）·Zbl 0877.65065号 [3] Lin，C.H。；Lin，C.A.，模拟不连续性的简单高阶有界对流格式，AIAA J，35，563（1997） [4] Brackbill，J.U。；Saltzman，J.S.，二维奇异问题的自适应分区，J Comp Phys，46，342（1982）·Zbl 0489.76007号 [5] Dvinsky，A.S.，《利用黎曼-曼尼福德调和图生成自适应网格》，《计算机物理杂志》，95，450（1991）·Zbl 0733.65074号 [6] 李，R。；Tang，T。；Zhang，P.W.，基于调和映射的多维移动网格方法，J Comp Phys，170，562（2001）·兹比尔0986.65090 [7] Di，Y。；李，R。；Tang，T。；Zhang，P.W.，不可压缩Navier-Stokes方程的移动网格有限元方法，SIAM科学计算杂志，26，1036（2005）·Zbl 1115.76045号 [8] Ye，T。；米塔尔·R。；Udaykumar，H.S。；Shyy，W.，《复杂浸没边界粘性不可压缩流动的精确笛卡尔网格法》，《Comp Phys杂志》，156，209（1999）·Zbl 0957.76043号 [9] LeVeque，R.J。；Li，Z.，具有间断系数和奇异源的椭圆方程的浸入界面法，SIAM J Numer Ana，31，1019（1994）·Zbl 0811.65083号 [10] Calhoun，D.，求解不规则区域二维径流函数-运动方程的笛卡尔网格方法，《Comp Phys杂志》，176，231（2002）·Zbl 1130.76371号 [11] 李，Z。；Wang，C.，求解不规则区域Navier-Stokes方程的快速有限差分方法，《公共数学科学》，1180（2003）·Zbl 1082.76077号 [12] 李，Z。；Lai，M.-C.，奇异力下Navier-Stokes方程的浸没界面法，《复合物理杂志》，171，822（2001）·Zbl 1065.76568号 [13] Le，D.V。；Khoo，B.C。；Peraire，J.，《不规则区域中不可压缩Navier-Stokes方程的浸入式界面法》（麻省理工学院第三届计算流体和固体力学会议论文集，710（2005），爱思唯尔科学）·Zbl 1158.74349号 [14] 徐S，王振杰。模拟流体与移动边界相互作用的浸入式界面方法。预印本；2005.; 徐S，王振杰。模拟流体与移动边界相互作用的浸入式界面方法。预印本；2005 [15] Li，Z.浸入式接口方法及其应用概述，台湾数学杂志，7，1（2003）·Zbl 1028.65108号 [16] Peskin，C.S.，《心脏瓣膜周围的流动模式：一种数值方法》，J Comp Phys，10252（1972）·Zbl 0244.9202号 [17] Peskin，C.S.，《浸没边界法》，《数值学报》，1（2002）·Zbl 1123.74309号 [18] 赖，M.-C。；Peskin，C.S.，《具有形式二阶精度和降低数值粘性的浸没边界法》，《复合物理杂志》，160，705（2000）·Zbl 0954.76066号 [19] Goldstein，D。；Handler，R.公司。；Sirovich，L.，用外力场模拟无滑移流，《复合物理杂志》，105，354（1993）·Zbl 0768.76049号 [20] Goldstein，D。；哈德勒，R。；Sirovich，L.，《模拟沟槽覆盖表面上湍流的直接数值模拟》，《流体力学杂志》，302，333（1995）·Zbl 0885.76074号 [21] Saiki，E.M。；Biringen，S.，《均匀流中圆柱的数值模拟：虚拟边界法的应用》，《计算机物理杂志》，123，450（1996）·Zbl 0848.76052号 [22] Beyer，R.P。；LeVeque，R.L.，《浸没边界法一维模型分析》，SIAM J Numer Ana，29，332（1992）·Zbl 0762.65052号 [23] 利马·E·席尔瓦，A.L.F。；Silveira-Neto，A。；Damasceno，J.J.R.，《使用浸没边界法对圆柱上二维流动的数值模拟》，《计算机物理杂志》，189，351（2003）·Zbl 1061.76046号 [24] Mohd-Yusof，J.，《用于模拟复杂几何中复杂几何流动的组合浸没边界/B-样条法》，CTR年度研究简报（1997年），NASA Ames/斯坦福大学 [25] 法德伦，E.A。；Verzicco，R。；奥兰迪，P。；Mohd-Yusof，J.，《三维复杂流动模拟的复合浸没边界方法》，《复合物理杂志》，161,30（2000）·兹比尔0972.76073 [26] Kim，J。；Kim，D。；Choi，H.，《模拟复杂几何形状流动的浸没边界有限体积法》，《复合物理杂志》，171，132（2001）·Zbl 1057.76039号 [27] Tseng，Y.-H。；Ferziger，J.H.，《复杂几何流动的一种幽灵细胞浸没边界法》，《计算机物理杂志》，192，593（2003）·Zbl 1047.76575号 [28] 哈洛，F.H。；Welsh，J.E.，具有自由表面的流体随时间变化的粘性不可压缩流动的数值计算，《物理流体》，82181-2189（1965）·Zbl 1180.76043号 [29] Choi，H。；Moin，P.，计算时间步长对湍流数值解的影响，《计算机物理杂志》，113，1（1993）·Zbl 0807.76051号 [30] Van den Vorst HA，Sonneveld P.CGSTAB，CGS的一个更平滑的融合变体，代尔夫特理工大学技术报告90-50；1990.; Van den Vorst HA，Sonneveld P.CGSTAB，CGS的一个更平滑的融合变体，代尔夫特理工大学技术报告90-50；1990 [31] Ghia，美国。；Ghia，K.N。；Shin，C.T.，《使用Navier-Stokes方程和多重网格法求解不可压缩流的高雷诺数解》，J Comp Phys，48，387（1982）·Zbl 0511.76031号 [32] 威廉姆森，C.H.K.，《圆柱尾迹中的旋涡动力学》，《Ann Ver流体力学》，28，477（1996）·Zbl 0899.76129号 [33] Triton，D.J.，《低雷诺数圆柱绕流实验》，《流体力学杂志》，6547（1959）·兹比尔0092.19502 [34] Fornberg，B.，《绕圆柱稳态粘性流的数值研究》，《流体力学杂志》，98，819（1980）·兹比尔0428.76032 [35] Ingham，D.B。；Tang，T.，《低雷诺数和中雷诺数下旋转圆柱绕流的数值研究》，J Comp Phys，87，91（1990）·Zbl 0687.76037号 [36] Tang，T。；Ingham，D.B.，《关于雷诺数为60和100的旋转圆柱体的稳定流动》，Comput Fluids，19217（1991）·Zbl 0722.76089号 [37] 赫尔布特，S.E。；Spaulding，M.L。；White，F.M.，关于在均匀流中振荡的圆柱体的层流二维流动的数值解，Trans ASME，J Fluids Eng，104，214（1982） [38] Tanida，Y。；冈岛，A。；Watanabe，Y.，在均匀流或尾迹中振荡的圆柱体的稳定性，流体力学杂志，61，769（1973） [39] 格里芬，O.M。；Ramberg，S.E.，《圆柱振动产生的漩涡脱落与入射均匀流一致》，《流体力学杂志》，75，257（1976） 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。