×
阿米尔·莫达雷斯扎德；叶夫根·蒂莫菲耶夫

轴对称波相位共轭的高阶数值模拟。 （英语） Zbl 1519.76310号

计算。流体 197，文章ID 104353，21 p.（2020）.
摘要：本文提出了磁声波相位共轭（WPC）的一般物理数学模型，该模型包括波在固体区域（共轭体本身和其他固体区域，如果存在）和共轭体周围流体区域中的传播。假设固体区域中的声波表现为线性，而流体区域中的波可能是线性或非线性的。模型的轴对称控制方程在非结构三角形网格上离散，采用改进的Nodal Discontinous Galerkin（NDG）方法，该方法是一种基于非同位解和通量基的紧凑高阶技术。采用三阶强稳定（SSP）Runge-Kutta（RK）格式进行时间积分。为了避免来自计算域外部边界的任何伪反射，采用了近完美匹配层（NPML）技术。通过与解析解的比较，使用一组全面的测试问题来验证所提出的数值模型的所有方面。在建立了该模型的准确性、性能和可靠性之后，对线性和弱非线性两种情况下的WPC问题进行了数值模拟。数值实验中观察到WPC的主要特性，如后聚焦和参数共振，具有良好的精度。

MSC公司：

2005年第76季度 水力和气动声学
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

关键词：

波相位共轭；计算流体力学；节点不连续Galerkin；高阶；弱非线性；二维轴对称

软件：

ParaView视图；Gms小时；聚四元体
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{A.Modarreszadeh}和\textit{E.Timofeev}，计算。Fluids 197，文章ID 104353，21 p.（2020；Zbl 1519.76310）
全文： 内政部

参考文献：

[1] 布赖舍夫，美联社；Krutyanskii，LM；Preobrazhenskii，VL，超声波束的波相位共轭，Phys-Uspekhi，41，8，793-805（1998）
[2] 泽尔多维奇，BY；波波维奇V。；拉古尔斯基，V。；Faizullov，F.，《受激Mandel的htam-Billouin散射中反射光和激发光的波前之间的联系》，JETP-Lett，15，109-112（1972）
[3] Svaasand，LO，压电材料中弹性表面波之间的相互作用，应用物理学报，15，9，300-302（1969）
[4] 梅伦，A。；张强，波相位共轭理论与模拟，超声，44，e1475-e1478（2006）
[5] 梅伦，A。；张，Q。；Voinovich，P。；Timofeev，E.，磁声波相位共轭中超临界溶液的二重性，《波动》，46，4，255-268（2009）·Zbl 1231.74126号
[6] 布赖舍夫，美联社；邦金，FV；Krutyansky，LM；严，X。；Hamilton，MF，固体参数放大器产生的聚焦非线性相位共轭波，Acoust Soc Am杂志，118，6，3733-3736（2005）
[7] 梅伦，A。；弗罗里达州普雷奥布拉申斯基；Pernod，P.，超声的超临界参数相位共轭。非线性非平稳模式的数值模拟，J Acoust Soc Am，112，6，2656-2665（2002）
[8] Preobrazhensky，V.，固体中参量声波相位共轭的超阈值非线性，Jpn J Appl Phys，32，第1部分，第5B期，2247-2251（1993）
[9] 芬克，M。；蒙塔尔多，G。；Tanter，M.，《时间反转声学》，IEEE超声波研讨会，第2卷，850-859（2004），电气与电子工程师协会（IEEE）
[10] 布赖舍夫，美联社；Krutyansky，LM；Pernod，P。；Preobrazhensky，VL，非线性超声相位共轭光束及其在超声成像中的应用，Acoust Phys，50，6，623-640（2004）
[11] 山本，K。；佩诺德，P。；Preobrazhensky，V.，相位共轭超声波穿过非均匀层的可视化，超声波，42，1-9，1049-1052（2004）
[12] Brysev，A。；Krutyansky，L。；Pernod，P。；Preobrazhensky，V.，基于磁弹性波相位共轭器的声学显微镜，Appl Phys Lett，76，21，3133-3135（2000）
[13] Krutyansky，L。；Pernod，P。；Brysev，A。；邦金，F。；Preobrazhensky，V.，《超临界参数波相位共轭作为超声谐波成像中窄带分析的工具》，IEEE Trans Ultrason Ferroelectror Freq Control，49，4，409-414（2002）
[14] Pylnov，Y。；Pernod，P。；Preobrazhensky，V.，非均匀介质中相位共轭波的二次谐波声成像，Appl Phys Lett，78，4，553-555（2001）
[15] Krutyansky，L。；Preobrazhensky，V。；Pernod，P。；Bou Matar，O.，利用二次谐波相位共轭对等回声模型进行非线性成像，《物理波现象》，第15、3、186-190页（2007年）
[16] SV普雷奥布拉辛斯基（Preobrazhensky）；弗罗里达州普雷奥布拉申斯基；Pernod，P。；Bou Matar，O.，《利用超声波相位共轭测试声学介质中非线性参数的不均匀性》，《声学物理学》，54，1，15-19（2008）
[17] Preobrazhensky，V。；Pernod，P。；Pylnov，Y。；Krutyansky，L。；斯马金，N。；Preobrazhensky，S.，利用超声波相位共轭对等回声物体和流动进行非线性声学成像，Acta Acust United Acust，95，1，36-45（2009）
[18] Pylnov，YV，通过超声波相位共轭检测液体中的运动物体和流动，《声学物理学》，51，1，105（2005）
[19] Preobrazhensky，VL，《参数相位共轭波：在非线性声学成像和诊断中的应用》，Phys-Uspekhi，49，1，98-102（2006）
[20] 布赖舍夫，美联社；本金，FV；汉密尔顿，MF；Klopotov，RV；Krutyanskii，LM；Yan，K.，非线性超声束二次谐波的参数相位共轭，Acoust Phys，49，1，19-23（2003）
[21] 梅伦，A。；Zhang，Q.，现实磁声共轭器中超临界波相位共轭的傍轴理论，Appl Phys Lett，89，19，194102（2006）
[22] 梅林，A。；张琪，有限磁声共轭器诱导波相位共轭的共振解，《声学学报》，第119、6、3637-3648页（2006）
[23] Pernod，P。；Preobrazhensky，V.，超临界模式下宽带声脉冲的参数相位共轭，Appl Phys Lett，76，3，387-389（2000）
[24] 科利尔，SB；梅伦，A。；Preobrazhensky，V。；Pernod，P.，《有源介质中声波相位共轭的数值模拟》，《Acoust Soc Am杂志》，109，1，75-83（2001）
[25] Voinovich，P。；Merlen，A.，磁致伸缩弹性介质中声波相位共轭的二维数值模拟，J Acoust Soc Am，118，6，3491-3498（2005）
[26] Voinovich，P。；梅伦，A。；Timofeev，E。；Takayama，K.，任意二维网格上统一固液弹性动力学的Godunov型有限体积格式，激波，13，3，221-230（2003）·Zbl 1063.76064号
[27] O.Bou Matar。；Preobrazhensky，V。；Pernod，P.，活性固体介质中超声超临界相位共轭的二维轴对称数值模拟，J Acoust Soc Am，118，5，2880-2890（2005）
[28] 坎宁安，KB；汉密尔顿，MF；布赖舍夫，美联社；Krutyansky，LM，有限振幅的时间反转声束，美国声学学会杂志，109,62668-2674（2001）
[29] Leadbetter，J。；Timofeev，E。；梅林，A。；弗罗斯特，D.，关于流体中超声波的高阶数值模拟，Proc。加拿大CFD协会第19届年会，魁北克省蒙特利尔，2011年4月27日至29日
[30] Leadbetter，J.，高振幅超声波传播的高阶数值模型（2011），硕士论文。麦吉尔大学，http://digitol.Library.McGill.CA:80/R/-?func=dbin跳转完整&object_id=104880&silo_library=GEN01
[31] 金特，S。；Liebler，M。；Steiger，E。；Dreyer，T。；Riedlinger，RE，《治疗超声的全波建模：理想流体中的非线性超声传播》，美国声学学会杂志，111，52049-2009（2002）
[32] Van den Abeele，K.，《非结构网格高阶精度格式的开发》（2009），博士论文。布鲁塞尔Vrije大学
[33] Wang，Z.，非结构网格上Euler和Navier-Stokes方程的高阶方法，Prog Aerosp Sci，43，1-3，1-41（2007）
[34] 哈加，T。；高，H。；Wang，ZJ，三维混合网格上Navier-Stokes方程的高阶统一间断公式，数学模型Nat Phenom，6，3，28-56（2011）·Zbl 1239.76044号
[35] Huynh，H。；王，Z。；Vincent，P.，《计算流体动力学的高阶方法：非结构化网格上紧致微分公式的简要回顾》，计算流体，98，209-220（2014）·Zbl 1390.65123号
[36] 文森特，体育；卡斯通圭，P。；Jameson，A.，一类新的高阶能量稳定通量重建方案，《科学计算杂志》，47，1，50-72（2010）·Zbl 1433.76094号
[37] Yu，M。；Wang，Z.，关于几种不连续高阶配方的准确性和效率，第51届AIAA航空航天科学会议，包括新视野论坛和航空航天博览会，AIAA 2013-0855（2013），美国航空航天学会（AIAA）：美国航空航天研究所（AIAA
[38] 王，Z。；Gao，H.，包含间断Galerkin的统一提升配置惩罚公式，混合网格守恒定律的谱体积/差分方法，计算物理杂志，228，21，8161-8186（2009）·Zbl 1173.65343号
[39] 里德·W·H。；Hill，T.，中子输运方程的三角网格法，Los Alamos Report LA-UR-73-479（1973）
[40] Van Leer，B.，《走向最终保守差分格式》。四、 数值对流的新方法，《计算物理杂志》，23，3，276-299（1977）·Zbl 0339.76056号
[41] Cockburn，B。；Hou，S。；Shu，C-W，守恒定律的Runge-Kutta局部投影间断Galerkin有限元方法。四、 多维案例，数学计算，54，190，545（1990）·Zbl 0695.65066号
[42] Cockburn，B。；Shu，C-W，Runge-Kutta对流占优问题的间断Galerkin方法，科学计算杂志，16，3，173-261（2001）·Zbl 1065.76135号
[43] Bassi，F。；Rebay，S.，2D Euler方程的高精度间断有限元解，计算物理杂志，138，2，251-285（1997）·Zbl 0902.76056号
[44] Bassi，F。；Rebay，S.，可压缩Navier-Stokes方程数值解的高精度间断有限元方法，计算物理杂志，131，2，267-279（1997）·Zbl 0871.76040号
[45] 赫塞文，J.S。；Warburton，T.，《节点非连续Galerkin方法：算法、分析和应用》（2008），纽约施普林格出版社·Zbl 1134.65068号
[46] Yu，M。；王，Z。；Liu，Y.，《关于不连续Galerkin的精度和效率，通过重建方法的光谱差分和校正程序》，《计算物理杂志》，259，70-95（2014）·Zbl 1349.65591号
[47] Ketcheson，DI，低存储实现的高效强稳定性保持Runge-Kutta方法，SIAM科学计算杂志，30，4，2113-2136（2008）·Zbl 1168.65382号
[48] Macdonald，C.B.，用嵌入的强稳定性保持对构造高阶Runge-Kutta方法（2003），硕士论文。西蒙·弗雷泽大学
[49] 哥特利布，S。；Shu，C-W，总变差递减Runge-Kutta格式，数学计算，67，221，73-85（1998）·Zbl 0897.65058号
[50] Berenger，J-P，电磁波吸收的完美匹配层，计算物理杂志，114，2，185-200（1994）·Zbl 0814.65129号
[51] 李毅。；O.Bou Matar。；Bao，Y.，弹性波在固体中传播的近似完全匹配层（NPML）吸收边界条件，Acoust-Soc Am，131，443443（2012）
[52] Cummer，S.，《普通电磁介质的一个简单且几乎完美匹配的层》，IEEE Microw Wirel Compon Lett，13，3，128-130（2003）
[53] 胡，W。；阿布巴卡尔，A。；Habashy，T.M.，几乎完全匹配层在声波建模中的应用，地球物理，72，5，SM169-SM175（2007）
[54] 汉密尔顿，M.F。；Blackstock，D.T.，《非线性声学》，第1卷（1998年），圣地亚哥学术出版社
[55] Brysev，A。；Pernod，P。；Preobrazensky，V.，用于参数声波相位共轭器的磁声陶瓷，超声波，38，1-8，834-837（2000）
[56] Geuzaine，C。；Remacle，J-F，Gmsh:一种具有内置预处理和后处理设施的三维有限元网格生成器，《国际数值方法流体》，79，11，1309-1331（2009）·Zbl 1176.74181号
[57] Ahrens，J。；Geveci，B。；Law，C.，Paraview:大型数据可视化的最终用户工具，可视化手册，717（2005）
[58] 威瑟登，FD；Vincent，PE，三角形元件通量重建方案的解点坐标分析，科学计算杂志，61，2，398-423（2014）·Zbl 1299.76153号
[59] 明镜，南卡罗来纳州；Huynh，H。；DeBonis，JR，应用于通量重建和不连续Galerkin方法的过积分消除混叠，第22届AIAA计算流体动力学会议，AIAA 2015-2744（2015），美国航空航天研究所（AIAA）：美国航空航天研究所，德克萨斯州达拉斯
[60] 威瑟登，FD；Vincent，PE，关于有限元方法对称求积规则的识别，计算数学应用，69，10，1232-1241（2015）·Zbl 1443.65378号
[61] 阿布拉莫维茨，M。；Stegun，I.A.，《数学函数手册：公式、图形和数学表》，第55卷（1965年），Courier Corporation·Zbl 0515.33001号
[62] LeVeque，RJ，多维双曲系统的波传播算法，《计算物理杂志》，131，2，327-353（1997）·Zbl 0872.76075号
[63] Enflo，B.O。；Hedberg，C.M.，流体非线性声学理论，第67卷（2006年），Springer科学与商业媒体
[64] Kinsler，L.E。；弗雷，A.R。；Coppens，A.B。；Sanders，J.V.，《声学基础》（2000），J.Wiley
[65] Beltzer，A.I.，《固体声学》（2012），Springer Science&Business Media·Zbl 0653.73015号
[66] 迪亚兹，J。；Ezziani，A.，非均匀声学/多孔介质中波传播的分析解。第一部分：2d案例，Commun Compute Phys，7，1，171（2010）·Zbl 1364.74032号
[67] Komatitsch，D。；巴恩斯，C。；Tromp，J.，《流体-固体界面附近的波传播：光谱元素方法》，《地球物理学》，65，2，623-631（2000）
[68] Modarreszadeh，A。；Timofeev，E。；梅伦，A。；Pernod，P.，通过波相位共轭测量气泡尺寸的数值模拟，第26届国际声振大会（ICSV26），加拿大蒙特利尔（2019年），https://iiav.org/content/archives_icsv_last/2019_icsv26/content/papers/papers/full_paper_333_20190315211802529.pdf
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。