×

流体-刚体相互作用的数值基准。 (英语) 兹比尔1456.76074

小结:我们提出了一个流体-刚体相互作用基准问题,该问题由牛顿流体中的固体球形障碍物组成,其质心是固定的,但可以自由旋转。针对两个和三个空间维度定义了许多不同的问题。几何体是专门选择的,这样流固分区不会随时间而改变,经典流体解算器能够解决流固相互作用问题。我们总结了用于处理流固耦合的不同方法以及用于解决出现的问题的数值方法。给出了所述方法得到的结果,并给出了相关量的参考区间。

MSC公司:

76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Schäfer,M。;Turek,S.,圆柱周围层流的基准计算。(在F.Durst、E.Krause和R.Rannacher的支持下),(Hirschel,E.,高性能计算机的流动模拟II.DFG优先研究计划结果,1993-1995。高性能计算机的流动模拟2。1993-1995年DFG优先研究计划结果,Notes Numer。流体力学。(1996年),维埃格,威斯巴登),547-566·Zbl 0874.76070号
[2] Turek,S。;Hron,J.,弹性物体和层流不可压缩流之间流体-结构相互作用的数值基准建议,计算科学与工程讲义,371-385(2006),施普林格-柏林-海德堡·兹比尔1323.76049
[3] 海辛,S。;Turek,S。;库兹明,D。;北卡罗来纳州帕罗里尼。;伯曼,E。;Ganesan,S.,二维气泡动力学的定量基准计算,《国际数值方法流体》,60,11,1259-1288(2009)·Zbl 1273.76276号
[4] Badr,H.M。;S.C.R.丹尼斯。;Young,P.J.S.,低雷诺数下旋转圆柱的稳态和非稳态流动,计算流体,17,4,579-609(1989)·Zbl 0673.76117号
[5] Fabre,D。;乔法格,J。;雪铁龙,V。;Giannetti,F。;Luchini,P.,《自由旋转球体的流动》,Theor Compute Fluid Dyn,31,5-6,475-482(2016)·Zbl 1383.76163号
[6] Housiadas,K.D。;Tanner,R.I.,《弱粘弹性基质流体中自由旋转球体的角速度》,《物理流体》,23,5,051702(2011)·Zbl 1308.76141号
[7] 胡亚雷斯,H。;斯科特·R。;梅特卡夫,R。;Bagheri,B.,用高阶有限元法直接模拟粘性流中自由旋转圆柱体,计算流体,29,5,547-582(2000)
[8] Kang,S。;Choi,H。;Lee,S.,通过旋转圆柱的层流,Phys Fluids,11,11,3312-3321(1999)·Zbl 1149.76423号
[9] 米塔尔,S。;Kumar,B.,《旋转圆柱体的流动》,《流体力学杂志》,476(2003)·Zbl 1163.76442号
[10] 沙菲,K。;Naik,S.N。;Vengadesan,S.,旋转圆柱体对尾流壁相互作用的影响,海洋工程,139275-286(2017)
[11] Stojković,D。;布鲁尔,M。;Durst,F.,高转速对圆柱周围层流的影响,《物理流体》,14,9,3160-3178(2002)·Zbl 1185.76357号
[12] 夏,Y。;林,J。;Ku,X。;Chan,T.,中等雷诺数下通道流中自由旋转圆柱体的剪切诱导自转,Phys Fluids,30,4,043303(2018)
[13] 海伍德,J。;Rannacher,R。;Turek,S.,《不可压缩Navier-Stokes方程的人工边界和流量及压力条件》,国际数学流体杂志,22,325-352(1992)·Zbl 0863.76016号
[14] 泰勒,C。;Hood,P.,使用有限元技术对Navier-Stokes方程进行数值求解,计算流体,1,173-100(1973)·Zbl 0328.76020号
[15] Boffi,D.,定常Stokes方程的高阶三角Hood-Taylor方法的稳定性,数学模型方法Appl Sci,04,02223-235(1994)·Zbl 0804.76051号
[16] Franca,L。;Hughes,T.,两类混合有限元方法,计算方法应用机械工程,69,89-129(1988)·Zbl 0629.73053号
[17] Schöberl,J.,NETGEN:基于抽象规则的前沿2d/3d网格生成器,Comput-Vis-Sci,1,1,41-52(1997)·Zbl 0883.68130号
[18] Schöberl,J.,《NGSolve中有限元的C++11实现》,ASC报告30/2014(2014),维也纳理工大学分析与科学计算研究所
[19] 英特尔数学内核库。https://software.intel.com/en-us/mkl英特尔数学内核库。https://software.intel.com/en-us/mkl
[20] 巴布什卡,I。;Miller,A.,有限元法中的后处理方法。I.位移、应力和位移的其他高阶导数的计算,国际J数值方法工程,201085-1109(1984)·Zbl 0535.73052号
[21] Richter,T.,《流体-结构相互作用》。模型、分析和有限元,计算科学和工程讲稿,118(2017),Springer·Zbl 1374.76001号
[22] 阿舍尔,美国。;Ruuth,S。;Wetton,B.,含时偏微分方程的隐显方法,SIAM J Numer Anal,32,3,797-823(1995)·Zbl 0841.65081号
[23] John,V.,圆柱体周围二维时间相关流的阻力和升力参考值,《国际数值方法流体》,44,7,777-788(2004)·Zbl 1085.76510号
[24] Lehrenfeld,C。;Schöberl,J.,非定常不可压缩流动的高阶完全无发散混合间断galerkin方法,计算方法应用机械工程,307339-361(2016)·Zbl 1439.76081号
[25] 约翰·V。;Linke,A。;Merdon,C。;Neilan,M。;Rebholz,L.G.,《关于不可压缩流动混合有限元方法中的散度约束》,SIAM Rev,59,3,492-544(2017)·Zbl 1426.76275号
[26] 施罗德,P.W。;Linke,A。;Lehrenfeld,C。;Lube,G.,《应用于含时不可压缩Navier-Stokes方程的inf-sup稳定FEM的可计算流量和稳健估计》,SeMA J,1-25(2018)·Zbl 1421.35253号
[27] 施罗德,P.W。;约翰·V。;Lederer,P.L。;Lehrenfeld,C。;润滑油,G。;Schöberl,J.,关于2d kelvin-helmholtz不稳定性问题的参考解和灵敏度,计算数学应用,77,4,1010-1028(2019)·Zbl 1442.76050号
[28] Lehrenfeld,C.,不可压缩流动问题的混合间断Galerkin方法(2010),亚琛工业大学,硕士论文
[29] 贝克尔,R。;Braack,M.,基于局部投影的Stokes方程的有限元压力梯度稳定,Calcolo,38,4,173-199(2001)·兹比尔1008.76036
[30] 布拉克,M。;Richter,T.,用自适应有限元解决3D Navier-Stokes基准问题,计算流体,35,4,372-392(2006)·Zbl 1160.76364号
[31] Failer L.,Richter T.,整体流体-结构相互作用的并行牛顿多重网格框架。2019年arXiv预印本;统一资源定位地址https://arxiv.org/abs/1904.02401Failer L.,Richter T.,整体流体-结构相互作用的并行牛顿多重网格框架。2019年arXiv预印本;统一资源定位地址https://arxiv.org/abs/1904.02401
[32] Kimmritz,M。;Richter,T.,局部细化网格上复杂流动问题有限元模拟的并行多重网格法,数值线性代数应用,18,4,615-636(2010)·Zbl 1265.76043号
[33] Logg,A。;马尔达尔,K.-A。;Wells,G.N.,《用有限元法自动求解微分方程》(2012),Springer·Zbl 1247.65105号
[34] Alns,医学硕士。;布莱希塔,J。;Hake,J。;Johansson,A。;Kehlet,B。;Logg,A.,《围栏项目1.5版》,Arch Numer Softw,3100(2015)
[35] FEniCS项目。https://fenicsproject.org/下载/FEniCS项目。https://fenicsproject.org/下载/
[36] Amestoy,P.R.(艾姆斯泰,P.R.)。;A.盖尔穆切。;L'Excellent,J.-Y。;Pralet,S.,线性系统并行解的混合调度,并行计算,32,2136-156(2006)
[37] Heiland J.dolfin_navier_scipy:一个python scipy FEniCS接口。2019.doi:10.5281/zenodo.3238622;Heiland J.dolfin_navier_scipy:一个python scipy FEniCS接口。2019.doi:10.5281/zenodo.3238622
[38] Jones E、Oliphant T、Peterson P等。SciPy:Python的开源科学工具。2001.在线;www.scipy。org网址:http://www.scipy.org/Jones E、Oliphant T、Peterson P等。SciPy:Python的开源科学工具。2001年,在线;www.scipy。org网址:http://www.scipy.org/
[39] 本纳,P。;Heiland,J.,有限元离散化中的时间相关Dirichlet条件,科学开放研究,1-18(2015)
[40] Brent,R.P.,《函数零点的保收敛算法》,计算J,14,422-425(1971)·Zbl 0231.65046号
[41] Kim,J。;Moin,P.,《分数步法在不可压缩Navier-Stokes方程中的应用》,《计算物理杂志》,59,308-323(1985)·Zbl 0582.76038号
[42] 马里恩,M。;Temam,R.,Navier-Stokes方程:理论和近似,(Ciarlet,P.G.;Lions,J.L.,流体数值方法,数值分析手册(1998),Elsevier),503-688·Zbl 0921.76040号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。