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不可压缩Navier-Stokes方程自适应解的不连续Petrov-Galerkin方法。 (英语) Zbl 1349.76259号

摘要:第二作者和J.戈帕拉克里什南【计算方法应用机械工程199,No.23–24,1558–1572(2010;Zbl 1231.76142号);数字。方法部分差异。方程式27,No.1,70–105(2011;Zbl 1208.65164号)]保证了解在能量范数下的最优性,并提供了几个便于自适应方案的特性。Bubnov-Galerkin方法使用相同的试验和测试空间,而Petrov-Galergin方法允许这些功能空间不同。在DPG中,测试函数是动态计算的,并被选择来实现inf-sup条件下的上确界;该方法等价于最小残差法。对于具有足够正则解的适定问题,可以证明DPG以最优速度收敛——控制收敛的inf-sup常数与网格无关,并且与控制连续问题的inf-sop常数的顺序相同[第一作者等人,《计算数学应用》67,第4期,966–995(2014;Zbl 1381.76200号)]. DPG还提供了一种精确的误差测量机制,可用于驱动自适应网格细化。我们在前人关于Stokes方程的工作基础上,利用DPG求解二维定常不可压Navier-Stokes方程式,并特别关注该方法对从粗网格开始的自动自适应性的有用性。我们将我们的方法应用于Kovasznay制造的解决方案,以及盖子驱动的空腔流动、后向研磨步骤和流过气缸的问题。

MSC公司:

76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
65牛顿50 涉及偏微分方程的边值问题的网格生成、细化和自适应方法
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 安德鲁·T·巴克。;苏珊娜·布伦纳(Susanne C.Brenner)。;恩惠公园;Sung,Li-Yeng,非连续Petrov-Galerkin方法的一级加性Schwarz预条件(2012年12月)
[2] 巴维尔·博切夫;Lehoucq,R.B.,关于纯Neumann问题的有限元解,SIAM Rev.,47,1,55-66(2005年3月)·Zbl 1084.65111号
[3] 肉毒杆菌。;Peyret,R.,眼睑驱动腔流的基准光谱结果,计算。流体,27,4,421-433(1998)·兹比尔0964.76066
[4] Bottaso,C.L。;米歇莱蒂,S。;Sacco,R.,椭圆问题的间断Petrov-Galerkin方法,计算。方法应用。机械。工程,191,3391-3409(2002)·Zbl 1010.65050号
[5] Bottaso,C.L。;米歇莱蒂,S。;Sacco,R.,对流扩散问题的间断Petrov-Galerkin方法的多尺度公式,计算。方法应用。机械。工程,1942819-2838(2005)·Zbl 1093.76030号
[6] Bramwell,J。;Demkowicz,L。;邱,W.,使用Arnold-Falk-Winther单元和间断Petrov-Galerkin方法求解双重弹性方程,比较(2010),技术报告2010-23,ICES
[7] 德克·布罗森;Stevenson,Rob P.,混合形式对流扩散方程温和形式的最优测试空间Petrov-Galerkin离散化,IMA J.Numer。分析。,35, 1, 39-73 (2014) ·Zbl 1311.65144号
[8] 文莱、查尔斯·赫里;Saad,Mazen,《重访二维眼睑驱动腔问题》,计算机。流体,35,3,326-348(2006)·Zbl 1099.76043号
[9] Bui-Thanh,Tan;莱泽克·德姆科维奇(Leszek Demkowicz);Ghattas,Omar,Friedrichs系统的统一非连续Petrov-Galerkin方法及其分析,SIAM J.Numer。分析。,51, 4, 1933-1958 (2013) ·Zbl 1278.65173号
[10] Bui-Thanh,Tan;Ghattas,Omar,《不连续Petrov-Galerkin方法的PDE约束优化方法与信赖域不精确Newton-CG解算器》(2013),技术报告13-16,ICES·Zbl 1425.65151号
[11] Calhoun,Donna,《求解不规则区域中二维河流函数方程的笛卡尔网格法》,J.Compute。物理。,176, 2, 231-275 (2002) ·兹比尔1130.76371
[12] Chan,J。;Demkowicz,L。;Moser,R.,稳态粘性可压缩流的DPG方法。13-23,ICES(2013)
[13] Chan,J。;Demkowicz,L。;Moser,R。;Roberts,N.,一类非连续Petrov-Galerkin方法。第五部分:一维Burgers和Navier-Stokes方程的解(2010),技术报告25,ICES
[14] Chan,J。;Demkowicz,L。;Shashkov,M.,冲击问题的时空DPG(2011年9月),LANL,技术报告LA-UR 11-05511
[15] 玛德琳,库坦索;Bouard,Roger,均匀平移圆柱尾迹粘性流主要特征的实验测定。第1部分:。稳定流动,J.流体力学。,79, 02, 231-256 (1977)
[16] Dahmen,W。;科恩,A。;Welper,G.,对流扩散方程的自适应性和变分稳定性,ESAIM:数学。模型。数字。分析。,46, 5, 1247-1273 (2012) ·Zbl 1270.65065号
[17] Demkowicz,L.,计算马力有限元。I.一维和二维椭圆和麦克斯韦问题(2006年10月),查普曼和霍尔/CRC出版社,泰勒和弗朗西斯
[18] Demkowicz,L。;Gopalakrishnan,J.,一类非连续Petrov-Galerkin方法。第一部分:输运方程,计算。方法应用。机械。工程,1991558-1572(2010),另见ICES报告2009-12·Zbl 1231.76142号
[19] Demkowicz,L。;Gopalakrishnan,J.,泊松问题的DPG方法分析,SIAM J.Numer。分析。,49, 5, 1788-1809 (2011) ·Zbl 1237.65122号
[20] Demkowicz,L。;Gopalakrishnan,J.,一类非连续Petrov-Galerkin方法。第二部分:最佳测试函数,Numer。方法部分差异。Equ.、。,27、1、70-105(2011年1月)·Zbl 1208.65164号
[21] Demkowicz,L。;Heuer,N.,对流主导扩散问题的稳健DPG方法(2011),技术报告33,ICES
[22] Demkowicz,L。;Kurtz,J。;帕尔多,D。;帕森斯基,M。;Rachowicz,W。;Zdunk,A.,计算马力有限元。二、。前沿:应用中的三维椭圆和麦克斯韦问题(2007年10月),查普曼和霍尔/CRC
[23] S.C.R.丹尼斯。;Chang,Gau-Zu,雷诺数高达100时圆柱绕流定常流动的数值解,《流体力学杂志》。,42, 3, 471-489 (1970) ·Zbl 0193.26202号
[24] Fornberg,Bengt,《绕圆柱稳态粘性流的数值研究》,J.流体力学。,98, 4, 819-855 (1980) ·兹比尔0428.76032
[25] David K.Gartling,《流出边界条件的测试问题——流过后向台阶》,国际期刊Numer。液体方法,11,7,953-967(1990)
[27] 戈登·W·J。;Hall,C.A.,《跨有限元方法:任意曲线单元域上的混合函数插值》,数值。数学。,21, 109-129 (1973) ·Zbl 0254.65072号
[28] 何晓毅;Doolen,Gary,曲线坐标系上的Lattice Boltzmann方法:绕圆柱体流动,J.Comput。物理。,134, 2, 306-315 (1997) ·Zbl 0886.76072号
[29] Michael A.Heroux。;罗斯科·A·巴特利特。;Howle,Vicki E。;罗伯特·霍克斯特拉。;胡乔纳森·J。;塔马拉·科尔达(Tamara G.Kolda)。;理查德·莱霍克(Richard B.Lehoucq)。;Long,Kevin R。;罗杰·帕洛夫斯基(Roger P.Pawlowski)。;埃里克·菲普斯(Eric T.Phipps)。;安德鲁·塞林格(Andrew G.Salinger)。;海蒂·K·桑奎斯特。;雷·S·图米纳罗(Ray S.Tuminaro)。;詹姆斯·M·威伦格林(James M.Willenbring)。;艾伦·威廉姆斯;Stanley,Kendall S.,Trilinos项目概述,ACM Trans。数学。软质。,31, 3, 397-423 (2005) ·Zbl 1136.65354号
[30] Kalita,Jiten C。;Sen,Shuvam,低雷诺数下圆柱绕流的触发不对称性,计算。流体,59,44-60(2012)·Zbl 1365.76036号
[31] 卡尼亚达基斯,G。;Sherwin,S.,《计算流体动力学的谱/hp元素方法》,牛津科学出版社(2005年)·Zbl 1116.76002号
[32] Kovasznay,L.I.G.,二维网格后的层流,数学。程序。外倾角。菲洛斯。《社会学杂志》,44,1,58-62(1948)·Zbl 0030.22902号
[33] Kovasznay,L.S.G.,《低雷诺数圆柱后尾迹的热火研究》,Proc。R.Soc.伦敦。序列号。A、 数学。物理学。科学。,198, 1053, 174-190 (1949)
[34] Le,D.V。;Khoo,B.C。;Peraire,J.,《涉及刚性和柔性边界的粘性不可压缩流动的浸没界面法》,J.Compute。物理。,220, 1, 109-138 (2006) ·Zbl 1158.74349号
[35] Ta Phuoc Loc,流体粘度不可压缩的不可压缩圆柱体自动调节装置,effect magnus,J.Mech。,14, 1, 109-134 (1975) ·Zbl 0307.76015号
[36] Ta Phuoc Loc,脉冲启动圆柱产生的非定常二次涡的数值分析,J.流体力学。,100, 1, 111-128 (1980) ·兹比尔0441.76034
[37] 香港莫法特,《尖角附近的粘性和阻力涡》,《流体力学杂志》。,18, 1, 1-18 (1964) ·Zbl 0118.20501号
[38] 莫罗,D。;Nguyen,北卡罗来纳州。;Peraire,J.,标量守恒定律的杂交不连续Petrov-Galerkin格式,国际分子杂志。《方法工程》(2011),印刷版
[39] Niemi,A.H。;Bramwell,J.A。;Demkowicz,L.F.,固体力学中薄体问题的具有最佳测试函数的间断Petrov-Galerkin方法,计算。方法应用。机械。工程,200,9-12,1291-1300(2011年2月)·Zbl 1225.74100号
[40] Nieuwstadt,F。;Keller,H.B.,《绕圆柱的粘性流》,计算。流体,1,159-71(1973)·Zbl 0328.76022号
[41] 牛,X.D。;Chew,Y.T。;Shu,C.,用泰勒级数展开和基于最小二乘的格子Boltzmann方法模拟脉冲启动圆柱周围的流动,J.Compute。物理。,188, 1, 176-193 (2003) ·Zbl 1038.76033号
[42] Oden,J.T.,《计算流体动力学中的误差估计和控制》,(Whiteman,J.,《有限元数学与应用:亮点》,第8卷(1993),John Wiley&Sons),1-23·Zbl 0852.76047号
[43] Ozcelikkale,A。;Sert,C.,不可压缩Navier-Stokes方程的最小二乘谱元解,自适应求精,J.Compute。物理。,231, 9, 3755-3769 (2012) ·Zbl 1402.76090号
[44] Pontaza,J.P。;Reddy,J.N.,Navier-Stokes方程的Spectral/hp最小二乘有限元公式,J.Compute。物理。,190, 2, 523-549 (2003) ·Zbl 1077.76054号
[45] Prabhakar,V。;Reddy,J.N.,稳态不可压缩Navier-Stokes方程的Spectral/hp罚最小二乘有限元公式,J.Compute。物理。,215,1274-297(2006年)·Zbl 1140.76369号
[46] Roberts,Nathan V.,《不可压缩流动问题的非连续Petrov-Galerkin方法》(2013),德克萨斯大学奥斯汀分校,博士论文
[47] Roberts,Nathan V.,Camellia:非连续Petrov-Galerkin方法的软件框架,计算。数学。申请。,68, 11, 1581-1604 (2014) ·Zbl 1364.65002号
[48] 罗伯茨,内森五世。;Bui-Thanh,Tan;Demkowicz,Leszek F.,Stokes问题的DPG方法,计算。数学。申请。,67, 4, 966-995 (2014) ·Zbl 1381.76200号
[49] 罗伯茨,内森五世。;丹尼斯·里查尔;巴维尔·B·博切夫。;Demkowicz,Leszek;Kara J.Peterson。;Siefert,Christopher M.,《非连续Petrov-Galerkin方法在Stokes方程中的应用》(CSRI Summer Proceedings 2010(2010),Sandia National Laboratories)
[50] 戴维·罗素(David Russell);Wang,Z.Jane,《在二维不可压缩粘性流中建模多个运动物体的笛卡尔网格方法》,J.Compute。物理。,191, 1, 177-205 (2003) ·Zbl 1160.76389号
[51] Sanyasiraju,Y.V.S.S。;Manjula,V.,使用高阶半紧格式Phys通过脉冲启动的圆柱体。E版,72,1,016709(2005)
[52] Takami、Hideo;Keller,Herbert B.,《不可压缩流体通过圆柱体的二维稳态粘性流》,Phys。流体,12,12(1969),II-51-II-56·Zbl 0206.55004号
[53] Tritton,D.J.,《低雷诺数圆柱绕流实验》,J.流体力学。,6, 4, 547-567 (1959) ·Zbl 0092.19502号
[54] Wieners,C。;Wohlmuth,B.,稳健算子估计及其在一阶系统子结构方法中的应用,ESAIM:数学。模型。数字。分析。,48, 5, 1473-1494 (2014) ·Zbl 1304.65253号
[55] 叶涛;拉贾特·米塔尔;Udaykumar,H.S。;Shyy,Wei,《复杂浸没边界粘性不可压缩流动的精确笛卡尔网格法》,J.Compute。物理。,156, 2, 209-240 (1999) ·Zbl 0957.76043号
[56] Ziteli,J。;穆加,I。;Demkowicz,L。;Gopalakrishnan,J。;帕尔多,D。;Calo,V.,一类不连续的Petrov-Galerkin方法。第四部分:波传播问题,J.Compute。物理。,230, 2406-2432 (2011) ·Zbl 1316.76054号
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