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适用于不可压缩、理想气体和实际气体流体在所有速度下流动的保守有限体积框架和基于压力的算法。 (英语) Zbl 1435.76043号

小结:提出了一个基于并置变量排列的保守有限体积框架,用于模拟所有速度下的流动,适用于不可压缩、理想气体和实际气体流体,并结合基于完全耦合压力的算法。对于不可压缩和可压缩流体,所应用的保守离散化和控制守恒定律的实现以及使用动量加权插值的通量定义是相同的,并且适用于由非结构化网格表示的复杂几何体。不可压缩流体由预定义的恒定流体特性描述,而可压缩流体的特性由Noble-Abel-stiffered-gas模型描述,不可压缩和可压缩流体密度和比静态焓的定义结合在一个统一的热力学闭合模型中。离散控制守恒定律在压力、速度和温度的单一线性方程组中求解。保守的有限体积离散化、统一的热力学闭合模型和基于压力的算法共同产生了一个概念简单但通用的数值框架。所提出的数值框架通过使用各种测试案例进行了彻底验证,马赫数范围从0到239,包括不可压缩流体的粘性流动、声波的传播以及在理想气体和实际气体流体中随激波瞬态演化的超音速流动。这些结果证明了在结构化和非结构化网格上,不可压缩和可压缩流体在所有速度下流动的数值框架的准确性、鲁棒性和收敛性,以及质量和能量守恒。特别是,在不可压缩极限下精确恢复无发散速度场,精确预测声波,并使用相同的有限体积离散化和基于压力的算法收敛到强冲击波的正确弱解,这些都是该数值框架的重要特征。

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76个M12 有限体积法在流体力学问题中的应用
76升05 流体力学中的冲击波和爆炸波
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