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大排量流体-结构相互作用问题的解决方案:分离与整体方法。 (英语) 兹比尔1309.76126

摘要:我们在面向对象的多物理有限元库Oompl-lib框架内,比较了整体和分离(分区)求解器在大位移流体-结构相互作用(FSI)问题中的相对性能,Oompl-lib是一个开源软件,可在“网址:http://www.oomph-lib.org”. 人们普遍认为,单片解析器比独立解析器更健壮,但据信价格太高,无法用于大规模问题。我们证明,即使对于流固耦合较弱的问题,单片解算器也是有竞争力的,因此,分离解算器在适度的迭代次数内收敛。大规模FSI问题的有效整体求解需要开发预处理程序,用于迭代求解牛顿法求解整体耦合流体和固体方程时出现的线性系统。我们证明了最近对Oomph-lib的FSI预条件器的改进,在均匀和非均匀(自适应)网格细化下,可以获得与网格无关的收敛速度,并探讨了它在许多二维和三维测试问题中的性能,这些问题涉及有限雷诺数流与壳体和梁结构以及有限厚度固体的相互作用。

MSC公司:

76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
74层10 流固相互作用(包括空气弹性和水弹性、孔隙率等)
74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Förster C,Wall W,Ramm E(2007)非线性结构和不可压缩粘性流顺序交错耦合中的人工质量不稳定性。计算方法应用机械工程196:1278–1293·Zbl 1173.74418号 ·doi:10.1016/j.cma.2006.09.002
[2] Fernandez MA,Gerbeau J-F,Grandmont C(2007)弹性结构与不可压缩流体耦合的投影半隐式方案。国际J数字方法工程69:794–821·Zbl 1194.74393号 ·doi:10.1002/nme.1792
[3] Heil M,Hazel AL(2006)oomph-lib–面向对象的多物理有限元库。摘自:Schafer M,Bungartz H-J(eds)流体-结构相互作用。Springer(计算科学与工程讲义),第19-49页·Zbl 1323.74085号
[4] Irons BM,Tuck RC(1969)用于计算机迭代的Aitken加速器版本。国际J Num方法工程1:275–277·Zbl 0256.65021号 ·doi:10.1002/nme.1620010306
[5] Jensen OE,Heil M(2003),可折叠通道流中的高频自激振荡。流体力学杂志481:235–268·Zbl 1049.76015号 ·doi:10.1017/S00221120030394X
[6] Demmel JW,Eisenstat SC,Gilbert JR,Li XS,Liu JWH(1999)稀疏部分旋转的超节点方法。SIAM J.矩阵分析与应用20:720-755。网址:http://crd.lbl.gov/\(\sim\)小叶/超级LU/·Zbl 0931.65022号
[7] Heil M(2004)大位移流体-结构相互作用问题全耦合解的高效求解器。计算方法应用机械工程193:1–23·Zbl 1137.74439号 ·doi:10.1016/j.cma.2003.09.006
[8] Bertram CD,Tscherry J(2006)可折叠管中流速限制和流致振荡的开始。J流体结构22:1029–1045·doi:10.1016/j.jfluidstructs.2006.07.005
[9] Elman HC、Silvester DJ、Wathen AJ(2006)《有限元和快速迭代求解器在不可压缩流体动力学中的应用》。牛津大学出版社,纽约
[10] Turek S,Hron J,(2007)弹性物体和层流不可压缩流之间流体-结构相互作用的数值基准测试提案。In:Schafer M,Bungartz H-J(eds)流体-结构相互作用。《计算科学与工程讲义》,海德堡施普林格,371-385页·Zbl 1323.76049号
[11] hypre–高性能预处理库。劳伦斯·利弗莫尔国家实验室应用科学计算中心。http://www.llnl.gov/CASC/hypre/software.html
[12] 特里利诺斯。桑迪亚国家实验室。http://trilinos.sandia.gov/
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