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大规模不可压缩粘性流体-结构相互作用问题的并行分区耦合分析系统。 (英语) Zbl 1390.76374号

摘要:流体-结构相互作用(FSI)影响流体和结构的动态特性和行为,能够理解和解决FSI问题在工程、科学、医学和日常生活中非常重要。通常,FSI问题可以通过单片或分区方法进行模拟。在开发更好的FSI问题数值方法方面,在准确性、问题规模、稳定性、鲁棒性和效率方面仍然存在许多挑战。我们专注于分区方法,因为它们允许使用现有的流和结构分析求解器,而无需进行详细修改。本文描述了大规模FSI问题的并行分区耦合分析系统的开发。在本研究中,我们分别使用了现有的流和结构分析求解器FrontFlow/blue(FFB)和ADVENTURE_Solid,这两个都是通用代码,用于求解数百万到数十亿自由度(DOF)的大规模分析模型。此外,我们开发了一个名为ADVENTURE_Coupler的并行耦合工具,以有效地处理各种并行计算环境中的接口变量交换。为了实现定点迭代的稳健和快速收敛,我们使用了Broyden的方法,这是一种准Newton方法,来更新界面变量。我们利用所开发的FSI分析系统来解决FSI基准问题:柔性板在方形柱尾迹中的涡激振动,从而验证了该分析系统的准确性和基本性能。该结果在数量上与其他研究人员的结果一致。最后,我们成功地将该系统应用于弹性矩形板的三维扑翼运动分析,目的是进一步研究和开发扑翼微型飞行器。

MSC公司:

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
2005年5月 并行数值计算
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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全文: 内政部

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