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不可压缩Navier-Stokes方程的人工可压缩性方法,在多边形网格上使用基于面的低阶格式。 (英语) Zbl 1482.65185号

摘要:我们研究了用于不可压缩Navier-Stokes方程时间离散的人工可压缩性(AC)技术。空间离散化基于支持多边形网格的低阶面基格式,即离散速度附加到网格面和网格单元,而离散压力附加到网格单元。这种基于人脸的格式可以嵌入混合模拟格式和梯度格式的框架中,并且与为定常不可压Navier-Stokes方程设计的混合高阶方法的最低阶版本密切相关。AC时间步进在每个时间步断开速度更新与压力更新的耦合。将该方法的性能与在每个时间步长保持速度-压力耦合的传统单片方法的性能进行了比较。我们考虑一阶和二阶时间格式,以及非线性对流项的隐式或显式处理。我们对笛卡尔网格和多边形网格上的显式处理导致的CFL稳定性限制进行了数值研究。最后,在大型3D多边形网格上进行的数值试验突出了AC方法的效率以及在获得精确离散解时使用二阶格式的优点。

MSC公司:

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
65个M12 含偏微分方程初值和初边值问题数值方法的稳定性和收敛性
65平方米 含偏微分方程初值和初边值问题离散方程的数值解
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
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