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混合网格曲线重构的EBR格式。 (英语) Zbl 1521.76315号

摘要:本文将最初为求解非结构化四面体网格上的Euler和Navier-Stokes方程而开发的以顶点为中心的EBR格式推广到非结构化混合元网格。在这些方案中,对流通量是使用准一维边缘定向重建来近似的。在外部湍流模拟中常用的具有高度各向异性棱柱单元层的混合混合元网格上,准一维重建可能会导致显著不规则的模板,这会导致较大的近似误差和计算不稳定性。为了提高EBR格式在这些网格上的准确性和鲁棒性,我们建议使用变量的曲线重建。我们提出了构建曲线模板的算法,并对一系列2D和3D问题验证了所得到的方案,例如在存在粘性和热传导的无限圆柱体内的声波、NACA0012翼型和Caradona Tung直升机旋翼周围的湍流。在所有这些情况下,曲线重建提高了数值解的精度,而不需要额外的计算成本。

MSC公司:

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
76G25型 一般空气动力学和亚音速流动
76号06 可压缩Navier-Stokes方程
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 王振杰。;Fidkowski,K。;Abgrall,R。;Bassi,F。;Caraeni,D。;Cary,A.,《高阶CFD方法:现状与展望》,《国际数值方法流体》,72,811-845(2013)·Zbl 1455.76007号
[2] Dumbser,M。;Käser,M。;Titarev,V.A。;Toro,E.F.,非线性双曲方程组非结构网格上的无四次非振荡有限体积格式,计算物理杂志,226204-243(2007)·Zbl 1124.65074号
[3] Tsusanis,P。;Titarev,V.A。;Drikakis,D.,三维任意混合元非结构网格上的WENO格式,《计算物理杂志》,230,1585-1601(2011)·兹比尔1210.65160
[4] Tsusanis,P。;Antoniadis,A.F。;Drikakis,D.,层流、过渡流和湍流任意非结构化网格上的WENO格式,《计算物理杂志》,256,254-276(2014)·兹比尔1349.76540
[5] Tsusanis,P。;Dumbser,M.,混合元非结构网格上的任意高阶中心非振荡格式,计算流体,225,第104961页,(2021)·Zbl 1521.76372号
[6] Farmakis,P.S。;Tsusanis,P。;Nogueira,X.,使用放松的后验MOOD限制方法在非结构网格上的WENO格式,计算方法应用机械工程,363,第112921页,(2020)·Zbl 1436.76037号
[7] Rodionov,A.V.,《用于治疗高阶Godunov型方案中激波不稳定性的人工粘度》,计算流体,190,77-97(2019)·Zbl 1496.76091号
[8] Antoniadis,A.F。;Tsoutsanis等人。;Drikakis,D.,《航空结构RANS解决方案非结构化网格上高阶有限体积方法的评估》,计算流体,146,86-104(2017)·Zbl 1390.76392号
[9] 席尔瓦,P.A.S.F。;Tsusanis,P。;Antoniadis,A.F.,《有无地面效应悬停旋翼高阶解的简单多重参考框架》,Aerosp Sci-Technol,111,第106518页,(2021)
[10] Dumbser,M。;Loubère,R.,《非结构网格上间断Galerkin方法的简单稳健且精确的后验子单元有限体积限制器》,《计算物理杂志》,319163-199(2016)·Zbl 1349.65447号
[11] Boscheri,W。;塞姆普莱斯,M。;Dumbser,M.,固定和移动非结构网格上Ader间断Galerkin格式的中央WENO子单元有限体积限制器,Commun Compute Phys,25,311-346(2019)·Zbl 1474.65307号
[12] 朱利安尼,A。;Krivodonova,L.,非结构化四面体网格上间断Galerkin方法的力矩限制器,计算物理杂志,404,第109106页,(2020)·Zbl 1453.65318号
[13] 朱,J。;舒,C.W。;邱,J.,三角网格上新型多分辨率WENO限制器的高阶Runge-Kutta间断Galerkin方法,应用数值数学,153519-539(2020)·Zbl 1436.65118号
[14] Markert,J。;Gassner,G。;Walch,S.,《间断Galerkin方法的子元素自适应冲击捕获方法》,公共应用数学计算,2021,1-43(2021)
[15] 加伯罗,E。;Dumbser,M.,一般\[P_NP_M\]格式的后验子胞有限体积限制器:从气体动力学到相对论磁流体力学的应用,科学计算杂志,86,1-41(2021),2021 863·兹比尔1475.65091
[16] Dutt,K。;Krivodonova,L.,三角形网格上间断Galerkin方法的高阶力矩限制器,计算物理杂志,433,第110188页,(2021)·Zbl 1515.65240号
[17] 北卡罗来纳州洛皮。;F.D.威瑟顿。;A.詹姆逊。;Vincent,P.E.,用于高阶通量重建的局部自适应伪时间步进,计算物理杂志,399,第108913页,(2019)·Zbl 1453.65335号
[18] Barth,T.J.,非结构化网格上计算高雷诺数流动的数值方面,AIAA Pap 91-0721,91-0722(1991),No
[19] A.卡茨。;Sankaran,V.,获得节点中心非结构网格形式三阶准确流动解算器的有效校正方法,科学计算杂志,51,375-393(2012)·Zbl 1439.76111号
[20] Pincock,B。;Katz,A.,任意非结构化网格上粘性流动的高阶通量校正,科学计算杂志,61454-476(2014)·Zbl 1299.76161号
[21] Work D.G.,Katz A.非结构网格上求解Navier-Stokes方程的通量校正方法方面。AIAA Pap 2015年8月34日。doi:10.2514/6.2015-0834·Zbl 1352.65241号
[22] Nishikawa,H.,平流扩散的一阶、二阶和三阶有限体积格式,《计算物理杂志》,273287-309(2014)·Zbl 1352.65283号
[23] 巴赫瓦洛夫,P.A。;Kozubskaya,T.K.,《改进通量修正法以提高非定常问题的精度》,《计算物理杂志》,338199-216(2017)·Zbl 1415.76496号
[24] 壁炉,B。;Periaux,J。;费佐伊,F。;Dervieux,A.,使用自适应有限元对航天器周围三维高超声速Euler流动进行数值模拟,AIAA Pap 87-0560(1987),87-0560
[25] Debiez,C。;A.德维尔。;Mer,K。;Nkonga,B.,用有限体积/有限元迎风混合方法计算非定常流动,国际数值方法流体,27193-206(1998),10.1002/(SICI)1097-0363(199801)27:1/4≤193::AID-FLD659≥3.0.CO;二维·Zbl 0909.76071号
[26] Debiez,C。;Dervieux,A.,用于稳定和非稳定流动计算的弱粘度混合元素体积MUSCL方法,计算流体,29,89-118(2000)·Zbl 0949.76052号
[27] 阿巴拉金,I。;A.德维尔。;Kozubskaya,T.,非结构网格上求解非线性气动声学问题的高精度有限体积法,中国航空航天杂志,19,97-104(2006)
[28] 库布斯,B。;阿劳泽,F。;Dervieux,A.,非结构化网格的数值算法,计算。流体动力学。,CRC出版社,131-203(2011)·兹比尔1387.76054
[29] 阿巴拉金,I。;巴赫瓦洛夫,P。;Kozubskaya,T.,非结构化四面体网格的基于边缘的重建方案,国际数值方法流体,81,331-356(2016)
[30] 舒,C.-。W.,双曲守恒律的基本无振荡和加权基本无振荡格式,NASA技术代表,97-65(1997)
[31] 巴赫瓦洛夫,P。;Kozubskaya,T.,EBR-WENO格式,用于解决非结构网格上具有不连续性的气体动力学问题,计算流体,157,312-324(2017)·Zbl 1390.76550号
[32] 巴赫瓦洛夫,P.A。;Kozubskaya,T.K.,《在混合非结构化网格上求解Euler方程的基于边的1-精确格式的构建》,计算数学数学物理,57,680-697(2017)·兹伯利06815871
[33] A.卡茨。;Work,D.,绞线网格的高阶通量校正/有限差分格式,《计算物理杂志》,282360-380(2015)·Zbl 1352.65241号
[34] O.Tong。;A.卡茨。;Wissink,A.M。;Sitaraman,J.,三维绞合笛卡尔网格的高阶方法,AIAA Pap,2015-0835(2015)
[35] Duben,A.P。;Kozubskaya,T.K。;罗迪诺夫,P.V。;Tsvetkova,V.O.,近壁区变量曲线重构的EBR方案,计算数学物理,61,1-16(2021)·Zbl 1459.76085号
[36] Eça,L。;Klaij,C.M。;瓦兹,G。;霍克斯特拉,M。;Pereira,F.S.,《关于RANS解算器的代码验证》,《计算物理杂志》,310,418-439(2016)·Zbl 1349.76326号
[37] 纳瓦赫,F。;Nadarajah,S.,关于验证弯曲壁边界域和真实RANS流的所有精度等级的CFD解算器,计算流体,205,第104504条pp.(2020)·Zbl 1519.76281号
[38] Kirchhoff,G.,Ueber den Einfluss der Wärmeleitung in einem Gase auf die Schallbewegung,Ann Phys,210,177-193(1868)
[39] ColESo:用于验证数值算法的精确解集合,用于模拟未注明日期的可压缩流。http://caa.imamod.ru/index.php/research/ColESo https://github.com/bahvalo/ColESo(2021年6月10日访问)。
[40] Bakhvalov,P.A.,《存在粘性和导热性的无限圆柱体中的声波》,Keldysh Inst Prepr,135,1-32(2017),[俄语]
[41] Bakhvalov,P.A.,边基方案中扩散项离散化的局部元素分裂方法,Keldysh Inst Prepr,79,1-43(2020)
[42] 逐点。前进式前Mesher,未注明日期。https://www.pointwise.com/articles/advanceng-front-meshr-and-master-i-o-coming-to-pointwise(https://www.pointwise.com/articles/advanceng-front-meshr-and-master-i-o-coming-to-pointwise)(2021年6月10日访问)。
[43] NASA兰利研究中心。湍流建模资源。2DN00:2D NACA 0012翼型验证案例未注明日期。https://turbmodels.larc.nasa.gov/naca0012_val.html(2021年6月10日访问)。
[44] Spalart P.R.、Allmaras S.R.气动流动的单方程湍流模型。AIAA Pap 92-04391992年。doi:10.2514/6.1992-439。
[45] Caradona F.X.,Tung C.悬停中模型直升机旋翼的实验和分析研究。美国国家航空航天局-TM-81232 1981。https://ntrs.nasa.gov/citations/19820004169(2021年6月10日访问)。
[46] Chen,C.L。;麦克罗斯基,W.J。;Obayashi,S.,使用迎风方法的前飞旋翼流动的数值解,J Aircr,28,374-380(1991)
[47] Gorobets,A.,用于CFD和CAA模拟的NOISEtte代码并行算法,Lobachevskii J Math,39,524-532(2018)·Zbl 1442.76002号
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