×

勒让德谱粘度(LSV)方法用于高阶通量重建方案的激波捕获。 (英语) Zbl 07525151号

总结:基于滤波控制方程的数学形式,导出了一种用于高阶通量重建方案的激波捕获新方法。虽然后一种透视图通常仅用于大涡模拟(LES)环境中的湍流建模,但新型勒让德谱粘度(LSV)子过滤器尺度(SFS)闭合模型能够在存在激波不连续性的情况下进行模拟。LSV方法利用勒让德多项式形成的层次基函数集来提取分辨率极限附近的能量含量信息,并估计所需SFS耗散项的总体大小,这导致了一个只在非线性行为重要的细胞中动态激活的方案。此外,勒让德谱空间中这些项的调制允许在小尺度上集中耗散作用。该方法在一维和二维典型激波主导流装置中进行了测试。这些问题包括一维Burgers问题、一维激波管、一维冲击波相互作用、二维无粘激波-矢量相互作用和二维双马赫反射。结果显示出高分辨率,以较小的自由度和鲁棒性获得了准确的结果,能够捕获与Burgers方程和120级及以上单细胞内1D激波管相关的冲击。

MSC公司:

6500万 偏微分方程、初值和含时初边值问题的数值方法
7.6亿 流体力学基本方法
76平方英尺 湍流

软件:

HLLE公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] 阿斯塔纳,K。;洛佩斯·莫拉莱斯,M.R。;Jameson,A.,通过傅里叶谱滤波实现高阶通量重建方案的非线性稳定,J.Compute。物理。,303269-294(2015年)·Zbl 1349.76168号
[2] 易货,G.E。;Darmofal,D.L.,DGFEM的基于PDE的人工粘度的冲击捕获:第一部分:公式,J.Comput。物理。,2291810-1827(2010年)·Zbl 1329.76153号
[3] Bassi,F。;Rebay,S.,数值求解可压缩Navier-Stokes方程的高精度间断有限元方法,J.Compute。物理。,131, 267-279 (1997) ·Zbl 0871.76040号
[4] 巴顿,P。;N.克拉克。;兰伯特,C。;Causon,D.M.,《关于HLLC黎曼解算器波速的选择》,SIAM J.Sci。计算。,18, 1553-1570 (1997) ·Zbl 0992.65088号
[5] 比斯瓦斯,R。;Devine,K.D。;Flaherty,J.E.,守恒定律的并行自适应有限元方法,应用。数字。数学。,14, 255-283 (1994) ·Zbl 0826.65084号
[6] A.伯博。;Sagaut,P。;Bruneau,C.H.,高阶Runge-Kutta间断Galerkin方法的问题相关限制器,J.Compute。物理。,169, 111-150 (2001) ·Zbl 0979.65081号
[7] Cholet,J。;Lesieur,M.,利用谱闭包对小尺度三维各向同性湍流进行参数化,J.Atmos。科学。,38, 2747-2757 (1981)
[8] 克拉克·R·A。;Ferziger,J.H。;Reynolds,W.C.,使用精确模拟的湍流评估亚脊模型,J.流体力学。,91, 1-16 (1979) ·Zbl 0394.76052号
[9] Cockburn,B。;Shu,C.W.,TVB Runge-Kutta局部投影非连续Galerkin守恒定律有限元方法。二、。一般框架,数学。计算。,52, 411 (1989) ·兹伯利0662.65083
[10] Cook,A.W.,可压缩湍流混合大涡模拟的人工流体特性,物理。流体,19,第055103条,pp.(2007)·Zbl 1146.76358号
[11] Dosanjh,D.S。;Weeks,T.M.,《起始涡旋以及涡街与行波冲击波的相互作用》,AIAA J.,3216-223(1965)·Zbl 0125.16403号
[12] 埃尔泽,J.L。;Henneke,M.R。;Picone,J.M。;Oran,E.S.,《激波与涡流的相互作用:激波畸变和声波的产生》,Phys。流体,172-184(1995)
[13] 杰曼诺,M。;Piomelli,美国。;梅因,P。;Cabot,W.,《动态亚脊尺度涡流粘度模型》,《物理学》。流体A,31760-1765(1991)·Zbl 0825.76334号
[14] Godunov,S。;Bohachevsky,I.,流体动力学方程间断解数值计算的有限差分法,Mat.Sb.,47,271-306(1959)·Zbl 0171.46204号
[15] 戈特利布,D。;Shu,C.W.,《关于吉布斯现象及其解决方法》,SIAM Rev.,39,644-668(1997)·Zbl 0885.42003号
[16] 戈特利布,S。;舒,C。;Tadmor,E.,强稳定性保持高阶时间离散化方法,SIAM Rev.,43,89-112(2001)·Zbl 0967.65098号
[17] 格拉索,F。;Pirozzoli,S.,《冲击波与波的相互作用:冲击和涡旋变形,以及发声》,Theor。计算。流体动力学。,13, 421-456 (2000) ·Zbl 0972.76051号
[18] 哈加,T。;Kawai,S.,关于高阶通量重建方法的稳健且准确的局部人工扩散率方案,J.Compute。物理。,376, 534-563 (2019) ·Zbl 1416.76110号
[19] Harten,A。;拉克斯,P.D。;Leer,B.v.,《关于双曲守恒律的上游差分和Godunov型格式》,SIAM Rev.,25,35-61(1983)·兹伯利0565.65051
[20] Huynh,H.,包括间断Galerkin方法在内的高阶格式的通量重建方法,(第18届AIAA计算流体动力学会议,第18届IAAA计算流体力学会议,佛罗里达州迈阿密,2007年6月25日至28日),1-42,AIAA论文2007-4079
[21] A.詹姆逊。;文森特,体育。;Castonguay,P.,《关于通量重建方案的非线性稳定性》,J.Sci。计算。,50, 434-445 (2012) ·Zbl 1457.65116号
[22] Jordan,S.A.,广义曲线坐标下的大涡模拟方法,J.Compute。物理。,148, 322-340 (1999) ·Zbl 0930.76041号
[23] 卡拉马诺斯,G。;Karniadakis,G.E.,用于大涡模拟的光谱消失粘度方法,J.Compute。物理。,163, 22-50 (2000) ·Zbl 0984.76036号
[24] 卡尼亚达基斯,G。;Sherwin,S.,《计算流体动力学的谱/hp元素方法》(2013),牛津大学出版社·Zbl 1256.76003号
[25] 川井,S。;Lele,S.K.,曲线网格上不连续性捕获的局部人工扩散率方案,J.Comput。物理。,227, 9498-9526 (2008) ·Zbl 1359.76223号
[26] 卡瓦伊,S。;Shankar,S.K。;Lele,S.K.,可压缩湍流大涡模拟的局部人工扩散率方案评估,J.Compute。物理。,229, 1739-1762 (2010) ·Zbl 1329.76139号
[27] Kirby,R.M。;Karniadakis,G.E.,具有光谱消失粘度的粗分辨率湍流模拟-大涡模拟(SVV-LES),J.Fluids Eng.,124886-891(2002)
[28] 科普里瓦,D.A。;Kolias,J.H.,可压缩流动的保守交错网格Chebyshev多域方法,J.Compute。物理。,125, 244-261 (1996) ·兹伯利0847.76069
[29] Kraichnan,R.,《二维和三维的涡流粘度》,J.Atmos。科学。,33, 1521-1536 (1976)
[30] Krivodonova,L.,高阶间断Galerkin方法的限制器,J.Compute。物理。,226, 879-896 (2007) ·Zbl 1125.65091号
[31] Kuzmin,D.,显式和隐式间断Galerkin方法中的层次斜率限制,J.Compute。物理。,257, 1140-1162 (2014) ·Zbl 1352.65355号
[32] 罗,H。;鲍姆·J·D。;Löhner,R.,非结构网格上基于Hermite WENO的间断Galerkin方法限制器,J.Compute。物理。,225, 686-713 (2007) ·Zbl 1122.65089号
[33] Maday,Y。;S.M.O.卡伯。;Tadmor,E.,非线性守恒定律的勒让德伪谱粘度法,SIAM J.Numer。分析。,30, 321-342 (1993) ·Zbl 0774.65072号
[34] 梅因,P。;Squires,K。;卡博特,W。;Lee,S.,可压缩湍流和标量输运的动态亚脊模型,物理。流体A,流体动力学。,1989-1993, 3, 2746-2757 (1991) ·兹比尔0753.76074
[35] Nagarajan,S。;乐乐,S。;Ferziger,J.,旁路过渡中的前沿效应,J.流体力学。,572471-504(2007年)·Zbl 1145.76025号
[36] Nagarajan,S。;Lele,S.K。;Ferziger,J.H.,用于大涡模拟的鲁棒高阶紧致方法,J.Compute。物理。,191, 392-419 (2003) ·Zbl 1051.76030号
[37] Nguyen,N。;Persson,P.O。;Peraire,J.,使用高阶间断Galerkin方法的RANS解决方案,(第45届美国航空航天局航空科学会议和展览(2007)),914
[38] 诺曼德,X。;Lesieur,M.,可压缩边界层转捩的直接和大涡模拟,Theor。计算。流体动力学。,3, 231-252 (1992) ·Zbl 0825.76370号
[39] Persson,P.O。;Peraire,J.,《间断Galerkin方法的亚细胞冲击捕获》(2006),美国航空航天局论文112
[40] Piomelli,美国。;梅因,P。;Ferziger,J.H.,湍流通道流动大涡模拟中的模型一致性,物理。流体,311884-1891(1988)
[41] Premasuthan,S。;Liang,C。;Jameson,A.,《利用人工粘性谱差分法计算激波流》,I:基本公式和应用,计算。流体,98,111-121(2014)·Zbl 1391.76488号
[42] 邱,J。;Shu,C.W.,使用WENO限制器的Runge-Kutta间断Galerkin方法,SIAM J.Sci。计算。,26, 907-929 (2005) ·Zbl 1077.65109号
[43] Rault,A。;Chiavassa,G。;Donat,R.,《高马赫数下的冲击-振动相互作用》,《科学杂志》。计算。,19, 347-371 (2003) ·Zbl 1039.76047号
[44] 沈杰。;Tang,T。;Wang,L.L.,《谱方法:算法、分析和应用》,第41卷(2011年),Springer Science&Business Media·Zbl 1227.65117号
[45] 舒,C。;Osher,S.,《本质上非振荡冲击捕获方案的有效实现》,J.Compute。物理。,77, 439-471 (1988) ·Zbl 0653.65072号
[46] Shu,C.W.,守恒定律的TVB一致高阶格式,数学。计算。,49, 105-121 (1987) ·兹比尔062865075
[47] Sidharth,G.公司。;Candler,G.V.,可压缩变密度衰减湍流中的子网格尺度效应,流体力学杂志。,846, 428-459 (2018) ·Zbl 1404.76106号
[48] Sod,G.A.,非线性双曲守恒律系统的几种有限差分方法综述,J.Compute。物理。,27, 1-31 (1978) ·Zbl 0387.76063号
[49] 苏萨,V.C.B。;Scalo,C.,冲击捕捉和大涡模拟的统一准谱粘度(QSV)方法,J.Compute。物理。,459,第111139条pp.(2022)·Zbl 07525131号
[50] Tadmor,E.,非线性守恒律谱方法的收敛性,SIAM J.Numer。分析。,26, 30-44 (1989) ·Zbl 0667.65079号
[51] Tadmor,E.,用谱粘度法捕捉冲击波,计算。方法应用。机械。工程师,80,197-208(1990)·Zbl 0729.65073号
[52] 托尼切罗,N。;洛达托,G。;Vervisch,L.,《高阶方法中基于波特征传感器的保熵低耗散激波捕获》,计算。流体,197,第104357条pp.(2020)·Zbl 1519.76134号
[53] 托罗,E.F。;云杉,M。;Spears,W.,HLL-Riemann解算器中接触面的恢复,冲击波,4,25-34(1994)·Zbl 0811.76053号
[54] 维雷姆,B。;Geurts,B。;Kuerten,H.,可压缩平面混合层大涡模拟的先验试验,J.Eng.Math。,29, 299-327 (1995) ·Zbl 0848.76070号
[55] Wang,Z.J.,非结构网格上守恒定律的谱(有限)体积法。基本公式:基本公式,J.Compute。物理。,178, 210-251 (2002) ·Zbl 0997.65115号
[56] 王振杰。;Gao,H.,包含间断Galerkin的统一提升配置惩罚公式,混合网格上守恒定律的谱体积/差分方法,J.Compute。物理。,228, 8161-8186 (2009) ·Zbl 1173.65343号
[57] 威廉姆斯,D.M。;卡斯通盖,P。;文森特,体育。;Jameson,A.,三角形上平流扩散问题的能量稳定通量重建方案,J.Compute。物理。,250,53-76(2013)·兹比尔1349.65528
[58] 伍德沃德,P。;Colella,P.,《强冲击下二维流体流动的数值模拟》,J.Compute。物理。,54, 115-173 (1984) ·Zbl 0573.76057号
[59] Zhang,X.,关于可压缩Navier-Stokes方程的保正高阶间断Galerkin格式,J.Compute。物理。,328, 301-343 (2017) ·Zbl 1406.65091号
[60] 朱,J。;邱,J。;舒,C.W。;Dumbser,M.,使用WENO限制器的Runge-Kutta间断Galerkin方法II:非结构网格,J.Compute。物理。,227, 4330-4353 (2008) ·Zbl 1157.65453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。