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PICIN:一种用于不可压缩自由表面流动的颗粒-胞求解器,具有双向流固耦合。 (英语) Zbl 1323.35129号

本文发展了一种新的数值方法,用于求解任意区域内涉及双向流固相互作用的自由表面流动的Navier-Stokes方程。详细介绍了自由表面边界、域边界和双向流固耦合是如何通过基于全粒子-粒子单元方法的混合欧拉-拉格朗日框架来处理的。而双向流体-结构相互作用则由以下公式提出的分布式拉格朗日乘子方法处理N.A.巴坦卡等(2000年;Zbl 1137.76712号)]. 给出了一些数值结果。最后,针对所提出的每个测试用例,将该数值方法与其他研究人员的最新数值结果进行了比较。
审核人:成和(北京)

MSC公司:

35季度30 Navier-Stokes方程
6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
76米28 粒子法和晶格气体法
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
65亿75 涉及偏微分方程的初值和初边值问题的概率方法、粒子方法等
35兰特 偏微分方程的自由边界问题

软件:

PICIN公司
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全文: 内政部 链接

参考文献:

[1] D.Adalsteinson和J.A.Sethian,《水平集方法中扩展速度的快速构造》,J.Compute。《物理学》,148(1999),第2-22页·Zbl 0919.65074号
[2] R.Ando、N.Thurey和R.Tsuruno,{使用自适应采样的各向异性粒子保存流体薄片},IEEE Trans。可视化计算。Graphics,18(2012),第1202-1214页。
[3] E.Balaras,{在大型模拟中使用固定笛卡尔网格上的外力场建模复杂边界},计算与《流体》,33(2004),第375-404页·Zbl 1088.76018号
[4] B.Bouscase、A.Colagrossi、S.Marrone和A.Souto-Iglesias,{自由表面下通过圆柱体的粘性流},第33届美国机械工程师协会海洋、海洋和北极工程国际会议论文集,加利福尼亚州旧金山,2014,OMAE2014-24488·Zbl 1390.76699号
[5] J.U.Brackbill和H.M Ruppel,《FLIP:二维流体流动的自适应分区颗粒间计算方法》,J.Compute。物理。,65(1986),第314-343页·Zbl 0592.76090号
[6] B.Buchner,{船型海洋结构物上的绿水},荷兰代尔夫特理工大学博士论文,2002年。
[7] Q.Chen、D.M.Kelly、J.Zang和A.Dimakopoulos,《PICIN:双向流固耦合不可压缩自由表面流的颗粒-胞内求解器》,第2部分:验证},准备中·Zbl 1323.35129号
[8] A.J.Chorin,《Navier-Stokes方程的数值解》,《数学》。计算。,22(1968年),第745-762页·Zbl 0198.50103号
[9] A.J.Chorin和J.E.Marsden,《流体力学数学导论》,Springer Verlag,纽约,1979年·Zbl 0417.76002号
[10] A.Colagrossi、B.Bouscasse、M.Antuono和S.Marrone,《SPH方案的粒子填充算法》,计算。物理。Comm.,183(2012),第1641-1653页·Zbl 1307.65140号
[11] F.Gibou、R.P.Fedkiw、L.-T.Cheng和M.Kang,{不规则区域上泊松方程的二阶精确对称离散化},J.Compute。物理。,176(2002),第205-227页·Zbl 0996.65108号
[12] F.H.Harlow,{\it A Machine Calculation Method for Hydrodynamic Problems},技术报告LAMS-1956,新墨西哥州洛斯阿拉莫斯科学实验室,1955年。
[13] F.H.Harlow,《流体动力学的粒子-细胞计算方法》,收录于《计算物理方法》,B.Alder主编,学术出版社,纽约,1964年,第319-343页。
[14] F.H.Harlow和J.E.Welch,{含自由面的含时粘性不可压缩流体流动的数值计算},Phys。《流体》,8(1965),第2182-2189页·Zbl 1180.76043号
[15] J.P.Hughes和D.I.Graham,{自由表面水流不可压缩和弱可压缩SPH模型的比较},《水利研究杂志》,48(2010),第105-117页。
[16] 江春斌、陈建生、汤华生和郑永中,《海滩上的水动力过程:波浪破碎、上涌和反冲洗》,公社。非线性科学。数字。模拟。,16(2011年),第3126-3139页·兹比尔1419.76480
[17] S.Koshizuka、A.Nobe和Y.Oka,{使用运动粒子半隐式方法对破碎波进行数值分析},国际。J.数字。方法流体,26(1998),第751-769页·Zbl 0928.76086号
[18] P.Lin和P.L.F.Liu,{碎波带破碎波的数值研究},J.流体力学。,359(1998),第239-264页·Zbl 0916.76009号
[19] S.J.Lind,R.Xu,P.K.Stansby和B.D.Rogers,《自由表面流动的不可压缩光滑粒子流体动力学:脉冲流和传播波稳定性和验证的基于扩散的通用算法》,J.Compute。物理。,231(2012),第1499-1523页·Zbl 1286.76118号
[20] G.Markham和M.V.Proctor,{it C.E.G.B.报告},技术报告TRPD/L/0063/M82,CEGB,伦敦,1983年。
[21] S.Marrone、M.Antuono、A.Colagrossi、G.Colicchio、D.Le Touze和G.Graziani,模拟暴力冲击流的{it\(δ\)-SPH模型},计算。方法应用。机械。工程,200(2011),第1526-1542页·Zbl 1228.76116号
[22] J.J.Monaghan,{无拉伸失稳的SPH},J.Compute。物理。,159(2000),第290-311页·兹伯利0980.76065
[23] J.J.Monaghan,《平滑粒子流体动力学及其各种应用》,年。流体力学版次。,44(2012年),第323-346页·Zbl 1361.76019号
[24] J.J.Monaghan和J.C.Lattanzio,《天体物理学》。,149(1985),第135-143页·Zbl 0622.76054号
[25] J.P.Morris、P.J.Fox和Y.Zhu,使用SPH对低雷诺数不可压缩流进行建模,J.Comput。物理。,136(1997),第214-226页·Zbl 0889.76066号
[26] Y.Ng,C.Min和F.Gibou,{单相流的高效流固耦合算法},J.Compute。物理。,228(2009),第8807-8829页·Zbl 1245.76019号
[27] B.D.Nichols和C.W.Hirt,《数值不可压缩流动模拟的改进自由表面边界条件》,J.Compute。物理。,8(1971年),第434-448页·Zbl 0227.76048号
[28] W.F.Noh,{它是CEL:一个与时间相关的二维空间耦合欧拉-拉格朗日码},载于《计算物理方法》,B.Alder主编,学术出版社,纽约,1964年,第117-179页。
[29] N.A.Patankar,{刚性颗粒流快速计算的公式},《湍流研究中心2001年年度研究简报》,斯坦福大学,加利福尼亚州斯坦福,2001年,第185-196页。
[30] N.A.Patankar、P.Singh、D.D.Joseph、R.Glowinski和T.W.Pan,{颗粒流分布式拉格朗日乘子/虚拟域方法的新公式},《国际多相流杂志》,26(2000),第1509-1524页·Zbl 1137.76712号
[31] W.H.Press、S.A.Teulowsky、W.T.Vetterling和B.P.Flannery,《FORTRAN中的数字配方》,《科学计算的艺术》,第二版,剑桥大学出版社,英国剑桥,1994年。
[32] A.Ralston,{最小误差界的Runge-Kutta方法},数学。公司。,16(1962年),第431-437页·Zbl 0105.31903号
[33] J.A.Sethian,《水平集方法和快速行进方法》,第9版,剑桥大学出版社,英国剑桥,2008年·兹比尔0994.65090
[34] 赵浩,{\it Eikonal方程的快速扫描方法},数学。公司。,74(2004),第603-627页·Zbl 1070.65113号
[35] Y Zhu和R Bridson,{将沙子作为流体动画},载《2005年ACM SIGGRAPH会议录》,ACM,纽约,2005年,第965-972页。
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