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用于模拟三维不可压缩等温流动的隐式简化球函数气体动力学方案。 (英语) Zbl 1390.76538号

摘要:本文提出了一种基于隐式简化球函数的气体动力学格式(SGKS),用于模拟三维不可压缩等温流动。首先,利用球函数分布的玻尔兹曼方程的局部解重构控制方程的数值通量。由于不可压缩极限,细胞界面处的球体可以近似地被认为是对称的,如工作所示。此外,不可压缩等温流动的模拟通常不需要能量方程。通过所有这些简化,简化SGKS的公式可以简洁明确地表示。其次,为了进一步提高本格式的计算效率和数值稳定性,采用了常用的隐式上下对称高斯赛德尔(LU-SGS)方法。在LU-SGS方法中,只需向前和向后扫描即可对保守变量进行时间推进。结果,可以容易地实现具有LU-SGS方法的简化SGKS。数值实验(包括三维盖驱动空腔流动和后向台阶流动)表明,该格式可以很好地模拟不可压缩等温流动,其计算效率明显高于原始SGKS和格子Boltzmann通量求解器(LBFS)。此外,研究发现,采用LU-SGS方法的方案比采用显式欧拉方法的方案更有效,加速比约为2比5。

理学硕士:

76平方米 有限体积法在流体力学问题中的应用
6500万08 偏微分方程初值和初边值问题的有限体积法
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
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