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朝向具有正确能量演化的自由表面流动模拟:具有整体时间积分的等几何水平集方法。 (英语) Zbl 1410.76144号

小结:本文提出了一种新的整体式自由曲面公式,它具有正确的动能和势能特性。我们特别关注密度不同的双流体流动的时间能量行为。此处正确的能量行为意味着数值解的实际能量演化与离散双流体方程预测的演化相匹配。我们采用水平集方法来描述双流体表面。为了确保正确的能量行为,我们用动能和势能约束来增加界面对流方程。我们使用最近提出的水平集方法整体求解由流体和界面方程组成的最终公式[第一作者,同上146,74–85(2017;Zbl 1390.76286号)]. 对于空间离散化,采用发散变换NURBS。所得离散方程用拟牛顿法求解,该方法将约束与问题的其余部分部分解耦。当我们关注不同密度情况下时间积分的能量行为时,我们将自己限制在低雷诺数流中,允许进行简单的Galerkin离散。需要稳定的高雷诺数双流体流动超出了当前论文的范围。溃坝问题的数值模拟支持所提方法的正确能量行为。与传统方法相比,所提出的方法大大提高了解决方案的质量。由于每个自由度都有很好的精度,所以可以用低得多的分辨率来满足要求。

MSC公司:

76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
65平方米 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
65D07年 使用样条曲线进行数值计算
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
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