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一种改进的无发散条件补偿方法,用于求解并置网格上的不可压缩流。 (英语) Zbl 1390.76559号

摘要:本文提出了一种基于改进的无发散条件补偿(DFC)方法的并置不可压缩Navier-Stokes方程求解器。为了避免计算DFC源项的困难和复杂性,提出了一种替代方法。本文通过以下两个步骤导出了新提出的IDFC源项:(1)在近似意义下求解单元面上的动量方程;(2) 使用从步骤(1)获得的相应方程求解细胞中心的动量方程。通过这种一致性处理,本方法可以避免奇偶解耦问题以及与时间步长相关的问题。为了计算离散精确的空间解,平流项采用基于有限体积的离散关系保护(DRP)平流格式进行近似。对几个具有解析解的基准问题进行了研究,并与目前的结果进行了比较,以表明本求解器的适用性和准确性。

MSC公司:

76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用
6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程

软件:

伊鲁特
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 弗洛姆,J.E。;Harlow,F.H.,涡街发展问题的数值解,物理流体,6975-982,(1963)
[2] 哈洛,F.H。;Welch,J.E.,具有自由表面的流体随时间变化的粘性不可压缩流动的数值计算,《物理流体》,8,2182-2188,(1965)·Zbl 1180.76043号
[3] Rhie,C.M。;Chow,W.L.,带后缘分离的孤立翼型湍流数值研究,AIAA J,211525-1532,(1983)·Zbl 0528.76044号
[4] Papageorgakopoulos,J。;Arampatzis,G。;阿西马科普洛斯,D。;Markatos,N.C.,《非交错网格上动量插值方法的增强》,国际数值方法流体杂志,44,1-12,(2000)·Zbl 0967.76064号
[5] Majumdar,S.,“欠松弛在非交错网格流量计算动量插值中的作用”,《数值传热》,第13期,第125-132页,(1988年)
[6] 米勒,T.F。;Schmidt,F.W.,在非交错网格系统上使用压力加权插值法求解不可压缩Navier-Stokes方程,数值传热,14,213-233,(1988)·Zbl 0663.76018号
[7] Choi,S.K.,《非定常流动动量插值法的使用说明》,《数值传热应用》,36,545-550,(1999)
[8] 沈维珍。;Michelsen,J.A。;Sørensen,J.N.,非定常流计算的改进rhie Chow插值,AIAA J,392406-2409,(2001)
[9] Yu,B。;陶文清。;魏俊杰。;川口,Y。;Tagawa,T。;Ozoe,H.,关于不可压缩流动并置网格动量插值方法的讨论,数值传热B Fundam,42,141-166,(2002)
[10] 库贝罗,A。;Fueyo,N.,《非定常流动和松弛的紧凑动量插值程序》,《数值传热B Fundam》,52,507-529,(2007)
[11] 库贝罗,A。;桑切斯,A。;Fueyo,N.,稳态和非稳态多相流的一致动量插值方法,计算化学工程,62,96-107,(2014)
[12] Mencinger,J。;Zun,I.,关于并置网格上不连续体力场的有限体积离散化:在VOF方法中的应用,计算机物理,221524-538,(2007)·Zbl 1216.76040号
[13] 李,X.-s。;Gu,C.-w.,基于时间推进算法的全速流动量插值方法,计算物理杂志,2297806-7818,(2010)·Zbl 1425.76187号
[14] 张,S。;X.赵。;Bayyuk,S.,rhie-Chow插值的广义公式,计算物理杂志,25880-914,(2014)·Zbl 1349.76562号
[15] 邓,G.B。;Piquet,J。;Queutey,P。;Visonneau,M.,《采用一致物理插值有限体积法的不可压缩流计算》,计算流体,231029-1047,(1994)·兹伯利0816.76066
[16] 罗伊,A。;Bandyopadhyay,G.,使用一致通量重建方案求解粘性不可压缩流动的有限体积法,《国际数值方法流体》,52,297-319,(2006)·Zbl 1145.76035号
[17] Chorin,A.J.,Navier-Stokes方程的数值解,数学计算,22745-762,(1968)·Zbl 0198.50103号
[18] Temam,R.,Navier-Stokes方程-理论和数值分析,(1984年),纽约爱思唯尔出版社·Zbl 0568.35002号
[19] Gresho,P.M。;Sani,R.L.,《关于不可压缩Navier-Stokes方程的压力边界条件》,《国际数值方法流体》,7,1111-1145,(1987)·Zbl 0644.76025号
[20] 巴约,E。;Avello,A.,约束多体动力学的无奇异增广拉格朗日算法,非线性动力学,5209-231,(1994)
[21] Lin,P.,含时不可压缩Navier-Stokes方程的序贯正则化方法,SIAM J Numer Ana,34,1051-1071,(1997)·Zbl 0882.76018号
[22] Sheu,T.W.H。;Chiu,P.H.,不可压缩Navier-Stokes方程的无发散条件补偿方法,计算方法应用机械工程,196,4479-4494,(2007)·Zbl 1173.76377号
[23] Armfield,S.W.,交错网格和非交错网格上Navier-Stokes方程的有限差分解,计算流体,20,1-17,(1991)·Zbl 0731.76044号
[24] Armfield,S.W.,离散Navier-Stokes方程的椭圆度、精度和收敛性,计算物理杂志,114176-184,(1994)·Zbl 0810.76061号
[25] Tam,C.K.W。;Webb,J.C.,《计算声学中的色散关系保留有限差分格式》,《计算物理杂志》,107,262-281,(1993)·Zbl 0790.76057号
[26] Nance,D.V。;维斯瓦纳坦,K。;Sankar,L.N.,航空声学应用的低色散有限体积方案,美国航空航天协会J,35255-262,(1997)·Zbl 0909.76077号
[27] Sengupta,T.K。;加内里瓦尔,G。;De,S.,《中央紧致格式和迎风紧致格式分析》,《计算物理杂志》,192677-694,(2003)·Zbl 1038.65082号
[28] Lin,R.K。;Sheu,T.W.H.,应用弥散-关系-保留理论开发二维对流-扩散格式,《计算物理杂志》,208493-526,(2005)·Zbl 1073.65093号
[29] Chiu,P.H。;Sheu,T.W.H。;Lin,R.K.,非交错网格上不可压缩Navier-Stokes方程弥散关系保向上卷绕格式的发展,数值传热B Fundam,48,543-569,(2005)
[30] 阿巴拉金,I.A。;亚历山德罗夫。;博布科夫,V.G。;Kozubskaya,T.K.,《计算气动声学中的高精度方法和软件开发》,《计算方法科学工程杂志》,第2期,第1-14页,(2003年)
[31] Ghia,美国。;Ghia,K.N。;Shin,C.T.,高-重新使用Navier-Stokes方程和多重网格方法求解不可压缩流,《计算物理杂志》,48,387-411,(1982)·Zbl 0511.76031号
[32] Dailey,L.D。;Pletcher,R.H.,预处理时间精确Navier-Stokes算法的多重网格加速评估,计算流体,25791-811,(1996)·兹伯利0895.76066
[33] Kim,K。;Baek,S.J。;Sung,H.J.,不可压缩Navier-vstokes方程的隐式速度解耦程序,国际J数值方法流体,38,125-138,(2002)·兹比尔1059.76046
[34] 萨阿德,Y。;Schultz,M.H.,GMRES:求解非对称线性系统的广义最小残差算法,SIAM科学统计计算杂志,7856-869,(1986)·Zbl 0599.65018号
[35] Saad,Y.,ILUT:双阈值不完全LU因式分解,数字线性代数应用,1387-402,(1994)·Zbl 0838.65026号
[36] 舒,C。;Wang,L。;Chew,Y.T.,用DQ方法对原始变量形式的三维不可压缩Navier-Stokes方程进行数值计算,国际J数值方法流体,43,345-368,(2003)·Zbl 1032.76657号
[37] Albensoeder,S。;Kuhlmann,H.C.,《精确三维眼睑驱动腔流》,《计算物理杂志》,206,536-558,(2005)·Zbl 1121.76366号
[38] Chiu,P.H。;Sheu,T.W.H。;Lin,R.K.,《在不可压缩Navier-Stokes方程的两层非交错网格中实现的有效显式压力梯度格式》,《计算物理杂志》,2274018-4037,(2008)·Zbl 1256.76049号
[39] Barton,I.E.,《后向台阶几何上层流的入口效应》,《国际数值方法流体》,25,633-644,(1997)·Zbl 0900.76365号
[40] Gartling,D.K.,流出边界条件的测试问题-后向台阶上的流动,国际数值方法流体,11953-967,(1990)
[41] Keskar,J。;Lyn,D.A.,用谱域分解方法计算(r e=800)处的层流后向台阶流,国际J数值方法流体,29,411-427,(1999)·Zbl 0948.76061号
[42] Kalita,J.C。;达拉特区。;Dass,A.K.,方腔稳态自然对流的全紧致高阶计算,Phys Rev,E,64,066703,(2001)
[43] Laizet,S。;Lamballais,E.,《不可压缩流动的高阶紧致格式:具有准谱精度的简单有效方法》,《国际J数值方法流体》,29,411-427,(1999)·Zbl 0948.76061号
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