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浸没地质流体-薄型结构相互作用分析中并置约束的稳定性和守恒性。 (英语) Zbl 1373.76093号

摘要:本研究的目的是增强我们最近开发的数值方法的稳定性[D.卡门斯基等,“流体-结构相互作用的浸入式地理变分框架:在生物假体心脏瓣膜中的应用”,计算。方法应用。机械。工程284、1005–1053(2015;doi:10.1016/j.cma.2014.10.040)]用于将基于花键的壳体结构表示浸入非定常粘性不可压缩流中。在所引用的工作中,我们使用增广的拉格朗日函数来加强运动约束,从而制定了流体-结构相互作用(FSI)问题。我们将这个拉格朗日函数离散化为一组并置约束,在浸入界面的曲面积分规则的正交点处。由于正交点的密度不受流体离散化的控制,因此产生的半离散问题可能会受到过度约束。半隐式时间积分在完全离散方案中规避了这一困难。然而,如果将这种时间步进算法应用于接近稳定解的流体-结构系统,我们发现拉格朗日乘子场的空间振荡模式可以随时间增长。在目前的工作中,我们稳定了半隐式积分格式,以防止乘数场随着时间趋于无穷大而出现潜在的发散。这种稳定的时间积分也可以应用于每个时间步长内的伪时间,从而产生一种完全隐式求解方法。我们讨论了该稳定方案对几个简化模型问题的理论意义,并通过数值例子证明了其实际有效性。

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76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
65米85 求解偏微分方程初值和初边值问题的虚拟域方法
74层10 流固相互作用(包括气动和水弹性、孔隙度等)
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
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