贾祖鹏；刘军；张淑道 使用MOF界面重建在非结构化六面体网格上有效集成二阶三维多材料ALE方法。 （英语） Zbl 1286.65036号 J.计算。物理学。 236, 513-562 (2013)。 摘要：本文提出了一种有效的可压缩流体动力学的二阶三维非结构多材料任意拉格朗日-欧拉（MMALE）方法。这是一项集成工作。MMALE方法利用流体矩（MOF）的能力和界面重建功能，对不混溶流体进行多材料建模。它是显式时间推进拉格朗日加重映类型。在拉格朗日阶段，拉格朗夫气体动力学的交错相容离散化也与Tipton的压力松弛模型一起用于混合单元的闭合。对于重映射阶段，提出了一种改进的基于二阶单元间相互作用的三维非结构网格方法。对于重新映射以细胞为中心的变量，如密度和内能，它是保守的。它适用于不同拓扑结构的两个网格之间的重新映射。通过使用这种重新映射方法，可以几何计算重新分区单元中的新材料质心位置。这使得它能够与MOF算法相结合，以构建二阶MMALE方法。MMALE方法可以在三维非结构化六面体网格上实现。数值结果证明了MMALE方法的准确性和鲁棒性。 引用于1审查引用于18文件 MSC公司： 65天30分 数值积分 2005年5月 并行数值计算 76米25 其他数值方法（流体力学）（MSC2010） 76N99型 可压缩流体和气体动力学 关键词：三维非结构化网格；多材料任意拉格朗日-欧拉方法；MOF接口重建；可压缩流体流动 软件：雷亚尔；GT发动机；CHIC公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \文本{Z.Jia}等人，J.Comput。物理学。236513-562（2013；Zbl 1286.65036） 全文： 内政部 参考文献： [1] Ahn，H.T。；Shashkov，M.，广义多面体网格上的多材料界面重建，J.计算。物理。，226, 2096-2132 (2007) ·Zbl 1388.76232号 [2] Anbarlooei，H.R。；Mazaheri，K.，多材料任意拉格朗日-欧拉（MMALE）算法中的流体界面重建矩法，计算。方法应用。机械。工程，198，3782-3794（2009）·Zbl 1230.76038号 [3] Aulisa，E。；Manservisi，S。；斯卡多维利，R。；Zaleski，S.，三维笛卡尔几何中用最小二乘拟合和分裂平流进行界面重建，J.Compute。物理。，225, 2301-2319 (2007) ·Zbl 1118.76048号 [4] 鲍尔，G.J。；豪厄尔，B.P。；Leighton，T.G。；Schofield，M.J.，水中圆柱形空气腔的冲击致塌：自由拉格朗日模拟，冲击波，10265-276（2000）·Zbl 0980.76090号 [5] Barlow，A.J.，《一种兼容的有限元多材料ALE流体动力学算法》，《国际数值》。《液体方法》，56，8，953-964（2008）·Zbl 1169.76030号 [8] Benson，D.J.，《拉格朗日和欧拉水文代码中的计算方法》，《计算》。方法应用。机械。工程，99，235-394（1992）·Zbl 0763.73052号 [9] Benson，D.J.，非线性有限元程序的一种高效、准确、简单的ALE方法，计算。方法应用。机械。工程师，72，305-350（1989）·Zbl 0675.73037号 [10] Benson，D.J.，多材料欧拉公式中接触的混合理论，计算。方法应用。机械。工程，140，59-86（1997）·Zbl 0892.73048号 [11] Benson，D.J.，交错网格上的动量平流，J.计算。物理。，100, 143-162 (1992) ·Zbl 0758.76038号 [12] 本森·D·J。；Okazawa，S.，多材料欧拉有限元公式中的接触，计算。方法应用。机械。工程，193，4277-4298（2004）·Zbl 1068.74069号 [13] 伯恩特，M。；布雷尔，J。；加莱拉，S。；Kucharik，M。；Maire，P.-H。；Shashkov，M.，多材料任意拉格朗日-欧拉方法的两步混合保守重映射，J.Compute。物理。，230, 6664-6687 (2011) ·Zbl 1408.65077号 [14] 于邦达连科。；于亚尼尔金。，气体动力学中混合电池热力学参数的计算，数学。型号。，14, 63-81 (2002) ·兹比尔1018.76518 [15] 布雷尔，J。；加莱拉，S。；Maire，P.-H.，惯性约束聚变代码中的多材料ALE计算，计算机。流体，46161-167（2011）·Zbl 1433.76190号 [16] 坎贝尔，J.C。；Shashkov，M.J.，使用模拟有限差分算法的张量人工粘性，J.Compute。物理。，172, 739-765 (2001) ·Zbl 1002.76082号 [17] Caramana，E.J。；伯顿，D.E。；沙什科夫，M.J。；Whalen，P.P.，《利用总能量守恒构建相容的流体动力学算法》，J.Compute。物理。，146, 227-262 (1998) ·Zbl 0931.76080号 [18] Caramana，E.J。；Rousculp，C.L。；Burton，D.E.，三维笛卡尔几何中一种兼容的、能量和对称性保持的拉格朗日流体动力学算法，J.Compute。物理。，157, 89-119 (2000) ·Zbl 0961.76049号 [19] Caramana，E.J。；沙什科夫，M.J。；Whalen，P.P.，多维冲击波计算的人工粘性公式，J.Compute。物理。，144, 70-97 (1998) ·Zbl 1392.76041号 [20] Caramana，E.J。；Shashkov，M.J.，通过拉格朗日分区质量和压力消除人工网格变形和沙漏型运动，J.Compute。物理。，142, 521-561 (1998) ·Zbl 0932.76068号 [22] Delov，V.I。；Sadchikov，V.V.，计算异质拉格朗日细胞热力学参数的几种模型的比较，VANT，数学。模型。物理学。工艺。，1，57-70（2005），（俄语） [23] Després，B。；Lagotiere，F.，带界面的两组分可压缩流体模型的数值求解，Prog。计算。流体动力学。，7, 295-310 (2007) ·Zbl 1152.76443号 [24] Donea，J。；朱利安尼，S。；Halleux，J.P.，瞬态动力流体-结构相互作用的任意拉格朗日-欧拉有限元方法，计算。方法应用。机械。工程，33，689-723（1982）·Zbl 0508.73063号 [25] 杜科维茨，J.K。；Meltz，B.J.A.，多维拉格朗日代码中的涡度误差，J.Compute。物理。，99, 115-134 (1992) ·Zbl 0743.76058号 [26] 杜科维茨，J.K。；Cline，M.C。；Addessio，F.S.，《一般拓扑Godunov方法》，J.Compute。物理。，82, 29-63 (1989) ·Zbl 0665.76032号 [27] 杜科维茨，J.K。；Baumgardner，J.，作为传输/平流算法的增量重映射，J.Compute。物理。，160, 318-335 (2000) ·Zbl 0972.76079号 [28] 杜科维茨，J.K。；Kodis，J.W.，任意拉格朗日-欧拉计算的精确保守重映射（重分区），SIAM J.Stat.Comput。，8，305-321（1987年）·Zbl 0644.76085号 [29] Dyadechko，V.公司。；Shashkov，M.，《从力矩数据重建多材料界面》，J.Compute。物理。，227, 5361-5384 (2008) ·Zbl 1220.76048号 [30] 弗雷斯曼，D。；Wriggers，P.，单材料和多材料任意拉格朗日-欧拉有限元程序的平流方法，计算。机械。，39, 153-190 (2007) ·Zbl 1168.74451号 [31] 加莱拉，S。；Maire，P.-H。；Breil，J.，使用VOF界面重建的二维非结构化以细胞为中心的多材料ALE方案，J.Compute。物理。，229, 5755-5787 (2010) ·Zbl 1346.76105号 [32] 加莱拉，S。；布雷尔，J。；Maire，P.-H.，使用MOF界面重建的二维非结构化多材料细胞中心任意拉格朗日-欧拉（CCALE）方案，计算。流体，2295755-5787（2010）·Zbl 1346.76105号 [33] 加里梅拉，R。；Kucharik，M。；Shashkov，M.，多面体网格上的有效线性和保界保守插值（重映射），计算。流体，36，2，224-237（2007）·Zbl 1177.76346号 [34] Goncharov，E.A。；Yanilkin，Y.V.，混合电池中材料热力学状态计算的新方法，VANT，数学。模型。物理学。工艺。，3，16-30（2004），（俄语） [35] Grandy，J.，《通过交叉任意多面体实现保守重映射和区域覆盖》，J.Compute。物理。，148, 433-466 (1999) ·Zbl 0932.76073号 [36] 哈斯，J.F。；Sturtevant，B.，弱冲击波的相互作用，J.流体力学。，181, 41-76 (1987) [37] Hansen，G。；Zardecki，A。；格林，D。；Bos，R.，非结构化网格平滑的有限元方法，J.Compute。物理。，194, 611-631 (2004) ·Zbl 1039.65086号 [38] Hansen，G。；Zardecki，A。；格林，D。；Bos，R.，三维非结构化网格平滑的有限元方法，J.Compute。物理。，202, 281-297 (2005) ·Zbl 1061.65133号 [39] 埃尔南德斯，J。；López，J。；戈麦斯，P。；Zanzi，C。；Faura，F.，一种新的三维流体体积法。第一部分：具有面匹配通量多面体的多维平流方法，国际期刊Numer。《液体方法》，58897-921（2008）·Zbl 1151.76552号 [40] 希特，C。；Amsden，A。；Cook，J.，适用于所有流速的任意拉格朗日-欧拉计算方法，J.Compute。物理。，14, 227-253 (1974) ·Zbl 0292.76018号 [41] 希尔特，C.W。；Nichols，B.D.，自由边界动力学的流体体积（VOF）方法，计算机杂志。物理。，39, 201-225 (1981) ·Zbl 0462.76020号 [42] 许世华。；李，P.Y。；Li，Z.W.，解二维欧拉方程的统一坐标系，J.Compute。物理。，153, 596-637 (1999) ·Zbl 0969.76061号 [43] Kamm，J.R。；Shashkov，M.J.，基于黎曼问题的一维双材料拉格朗日流体动力学的压力松弛闭合模型，Commun。计算。物理。，7, 5, 927-976 (2010) ·Zbl 1364.76134号 [44] Karypis，G。；库马尔，V.，不规则图的多级K-路划分方案，J.并行分布计算。，48, 96-129 (1998) [45] 科尔肖，D.S。；Prasad，M.K。；肖，M.J。；Milovich，J.L.，三维非结构网格ALE流体动力学与迎风间断有限元方法，计算。方法应用。机械。工程，158，81-116（1998）·Zbl 0954.76045号 [46] 克努普，P。；Margolin，L.G。；Shashkov，M.J.，任意拉格朗日-欧拉方法的基于雅可比优化的重新分区策略参考，J.Compute。物理。，176, 93-128 (2002) ·Zbl 1120.76340号 [47] 克努普，P。；Steinberg，S.，《电网发电基础》（1993），CRC出版社：CRC出版社Boca Raton·Zbl 0855.65123号 [48] Knupp，P.，通过优化雅可比矩阵范数和相关数量实现有限元网格质量。第一部分：曲面网格优化框架，国际数值杂志。方法工程，48，3，401-420（2000）·Zbl 0964.65140号 [49] Kucharik，M。；加里梅拉，R.V。；斯科菲尔德，S.P。；Shashkov，M.，《多材料ALE模拟界面重建方法的比较研究》，J.Compute。物理。，229, 2432-2452 (2010) ·Zbl 1423.76343号 [51] Kucharik，M。；沙什科夫，M。；Wendroff，B.，《一种有效的线性和边界保护重映射方法》，J.Compute。《物理学》，188462-471（2003）·Zbl 1022.65009号 [52] Kucharik，M。；Shashkov，M.，具有变化连接性的网格的高效、基于swept-integration的保守重映射方法的扩展，国际期刊Numer。《液体方法》，56，8，1359-1365（2007）·Zbl 1384.65018号 [53] 卢布埃，R。；Shashkov，M.，《任意拉格朗日-俄勒冈方法的交错多边形网格上的子单元重映射方法》，J.Compute。物理。，2042155-160（2004年） [54] 卢布埃，R。；Maire，P.-H。；沙什科夫，M。；布雷尔，J。；Galera，S.，ReALE:一种基于重联的任意拉格朗日-欧拉方法，J.Comput。物理。，2294724-4761（2010年）·Zbl 1305.76067号 [55] 利奥维奇，P。；Rudman，M。；Liow，J-L。；Lakehal博士。；Kothe，D.，一种具有平面保持界面重建的三维非倒置体跟踪算法，计算。流体，35，1011-1032（2006）·Zbl 1177.76292号 [56] López，J。；Zanzi，C。；戈麦斯，P。；福拉，F。；Hernández，J.，《三维流体体积法》。第二部分：用立方体-Bézier拟合进行逐段塑性界面重建，国际期刊Numer。《液体方法》，58923-944（2008）·Zbl 1151.76556号 [57] 罗，H。；鲍姆·J·D。；Löhner，R.，《关于使用ALE公式计算多物质流》，J.Compute。物理。，194, 304-328 (2004) ·Zbl 1136.76401号 [58] Maire，P.-H。；布雷尔，J。；Galera，S.，《以细胞为中心的任意拉格朗日-尤利安（ALE）方法》，国际期刊Numer。《液体方法》，56，1161-1166（2008）·Zbl 1384.76044号 [59] Maire，P.-H。；Abgrall，R。；布雷尔，J。；Ovadia，J.，《二维可压缩流动问题的以单元为中心的拉格朗日格式》，SIAM J.Sci。计算。，29, 1781-1824 (2007) ·Zbl 1251.76028号 [60] Maire，P.-H。；Breil，J.，《二维可压缩流动问题的二阶以单元为中心的拉格朗日格式》，国际J。数值。方法流体，56，1417-1423（2007）·Zbl 1151.76021号 [61] Maire，P.-H.，非结构网格上二维可压缩流体流动的高阶以单元为中心的拉格朗日格式，J.Compute。物理。，228, 2391-2425 (2009) ·Zbl 1156.76434号 [62] Maire，P.-H.，二维圆柱几何中可压缩流体流动的高阶以单元为中心的拉格朗日格式，J.Compute。物理。，228, 18, 6882-6915 (2009) ·Zbl 1261.76021号 [63] Maire，P.-H。；Nkonga，B.，《以单元为中心的离散拉格朗日流体力学的多尺度Godunov型方法》，J.Compute。物理。，228, 3, 799-821 (2009) ·Zbl 1156.76039号 [64] Maire，P.-H.，《多边形网格上以单元为中心的拉格朗日流体力学基于力的统一子单元离散化》，国际J·数值。《液体方法》，65，1281-1294（2011）·Zbl 1429.76089号 [65] Maire，P.-H.，多边形网格上以单元为中心的拉格朗日流体力学的基于力的高阶一步子单元离散化，计算。流体，46，341-347（2011）·Zbl 1433.76137号 [66] Margolin，L.G.，所有流速的任意拉格朗日-欧拉计算方法简介，J.Compute。物理。，135, 198-202 (1997) ·Zbl 0938.76067号 [67] Margolin，L。；Shashkov，M.，一般网格上的二阶保符号重映射，J.Comput。Phys，184266-298（2003）·Zbl 1016.65004号 [69] 梅农，S。；Schmidt，D.，《非结构化多面体网格上的保守插值：超网格方法对以单元为中心的有限体积变量的扩展》，计算。方法应用。机械。工程，200，41-44，2797-2804（2011）·Zbl 1230.76034号 [72] Noh，W.F.，使用人工粘度和人工热流密度计算强冲击的误差，J.Compute。物理。，72, 78-120 (1987) ·Zbl 0619.76091号 [73] Peery，J.S。；Carroll，D.E.，非结构化网格中的多材料ALE方法，计算。方法应用。机械。工程，187，591-619（2000）·Zbl 0980.74068号 [74] Quirk，J.J。；Karni，S.，《关于激波-气泡相互作用的动力学》，J.流体力学。，318, 129-163 (1996) ·Zbl 0877.76046号 [75] Rider，W.J。；Kothe，D.B.，重建体积跟踪，J.Compute。物理。，141, 112-152 (1998) ·Zbl 0933.76069号 [78] Sedov，L.I.，《力学中的相似性和量纲方法》（1959），学术出版社：纽约学术出版社·Zbl 0121.18504号 [79] Shashkov，M.J.，任意拉格朗日-尤利安水文代码中多材料单元的闭合模型，国际期刊Numer。《液体方法》，561497-1504（2007）·Zbl 1151.76026号 [81] Sod，G.A.，非线性双曲守恒律系统的几种有限差分方法综述，J.Compute。物理。，27, 1-31 (1978) ·Zbl 0387.76063号 [83] Vartziotis，D。；Wipper，J.，用于全六面体网格平滑的基于双元素的几何元素变换方法，计算。方法应用。机械。工程，200，1186-1203（2011）·Zbl 1225.74111号 [84] Waltz，J.，《非结构化有限元网格的衍生数据结构算法》，国际期刊Numer。方法工程，54，7，945-963（2002）·Zbl 1098.76578号 [86] Winslow，A.M.，非均匀三角形网格中拟线性泊松方程的数值解，J.Compute。物理。，1，2，149-172（1996），（重印于135（2）（1997）128-138）·Zbl 0254.65069号 [87] Li，X.L。；Jin，B.X。；Glimm，J.，通过TVD/AC格式和并行计算对三维Rayleigh-Taylor不稳定性进行的数值研究，J.Compute。物理。，126, 343-355 (1996) ·兹比尔0858.76055 [88] 何晓毅；张瑞阳；陈世毅；Gary D.Doolen，《关于三维Rayleigh-Taylor不稳定性》，Phys。流体，11，5，1143-1152（1999）·Zbl 1147.76410号 [90] 钟志华；Nilsson，Larsgunnar，基于领土概念的统一联系算法，计算。方法应用。机械。工程师，130，1-16（1996）·Zbl 0860.73062号 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。