×
姜月文

代数体积无网格方法在有限体积求解器中的应用。 （英语） Zbl 1441.76081号

计算。方法应用。机械。工程师。 355，44-66（2019）.
摘要：目前，有限体积（FV）方法仍然是计算流体动力学（CFD）最常用的方法。但是，很少有无网格方法是基于现有FV代码的框架开发的，这可以促进无网格方法的发展。提出了无网格方法的代数体（AV）概念，通过无网格点云模拟FV方法的几何控制体（CV）。与CV类似，每个AV由代数面闭合，代数面是通过加权最小二乘法构造的。仅在当前点及其相邻点的中点处求解偏置通量。Navier-Stokes（NS）方程的其他流量变量的求解方法与传统FV方法相同。因此，它不用额外的处理就可以用激波自动求解可压缩流。AV无网格方法只需要在预处理中将体积和面面积矢量的计算方法从几何方法修改为代数解，因此在传统的FV求解器中实现简单。对流通量的迎风格式、粘性通量的修正中心差分和隐式时间离散化的数值方法对于基于网格的FV方法和AV无网格方法都是相同的。AV无网格方法已集成到FV程序中，并应用于高雷诺数、跨音速、粘性流动模拟。通过二维低速流动和跨声速三维流动验证了FV方法和AV无网格方法的准确性和收敛性。AV无网格方法的结果与FV方法和实验数据的结果非常吻合。比较表明，该算法具有良好的收敛性。此外，还演示了混合FV方法和AV无网格方法，以研究这种新的无网格方法的潜力。计算流体力学得到的弹道结果与实验数据吻合良好。

引用于2文件

MSC公司：

76平方米 有限体积法在流体力学问题中的应用
6500万08 含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

关键词：

无网格;有限体积（FV）;代数体积（AV）;控制容积（CV）;Navier-Stokes（NS）方程;计算流体力学

软件：

澳大利亚统计局;斯帕拉尔-奥尔马拉斯
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{Y.Jiang}，计算。方法应用。机械。工程355，44-66（2019；Zbl 1441.76081）
全文： 内政部 链接

参考文献：

[1] 汤普森，J.F。；F.C.泰晤士河。；Mastin，C.，《包含任意数量二维物体的场的三维曲线坐标系的自动数值生成》，J.Compute。物理。，15, 3, 299-319 (1974) ·Zbl 0283.76011号
[2] Eiseman，P.R.，流体力学计算网格生成，年。流体力学版次。，17, 1, 487-522 (1985) ·Zbl 0602.76034号
[3] 福克·H·J。；阿姆斯特朗，C.G。；Robinson，T.T.，曲面多块分解的自动生成，国际。J.数字。方法工程，101，13，965-991（2015）·兹比尔1352.65606
[4] Wang，F。；di Mare，L.，《具有三维端壁特征的涡轮机械叶片通道网格生成》，J.Propul。动力，331459-1472（2017）
[5] Chan，W.M.，美国国家航空航天局艾姆斯研究中心Overset网格技术开发，计算与流体，38，3，496-503（2009）
[6] Mavrilis，D.J.，《非结构化网格技术》，年。流体力学版次。，29, 1, 473-514 (1997)
[7] Marchandise，E。；Piret，C。；Remacle，J.-F.，CAD和具有径向基函数的网格修复，J.Compute。物理。，231, 5, 2376-2387 (2012) ·Zbl 1429.65039号
[8] 郑毅。；肖，Z。；陈，J。；Zhang，J.，用边界元法进行粘性层网格划分的新方法，AIAA J.，56，1，209-221（2018）
[9] 刘，Y。；王，G。；Ye，Z.，提高双时间步进法效率的动态模式外推，J.Compute。物理。，352, 190-212 (2018)
[10] Wang，Z.，基于四叉树的Navier-Stokes方程自适应笛卡尔/四边形网格流求解器，计算与流体，27，4，529-549（1998）·Zbl 0968.76053号
[11] Bennett，W.P。；Nikiforakis，N。；Klein，R.，使用定向算子分裂的笛卡尔剖分网格的移动边界通量稳定方法，J.Compute。物理。，368, 333-358 (2018) ·兹比尔1392.76034
[12] Muzaferija，S。；Gosman，D.，任意拓扑网格的有限体积CFD程序和自适应误差控制策略，J.Compute。物理。，138, 2, 766-787 (1997) ·Zbl 0902.76082号
[13] Chalasani，S。；Thompson，D.，使用拓扑自适应广义元素改进挤出网格的质量，国际。J.数字。方法工程，60，6，1139-1159（2004）·Zbl 1059.65110号
[14] Gingold，R.A。；Monaghan，J.J.，《平滑粒子流体动力学：非球形恒星的理论和应用》，蒙大拿州。不是。R.阿斯顿。《社会学杂志》，181，3，375-389（1977）·Zbl 0421.76032号
[15] Liu，G.，无网格方法（2009），CRC出版社
[16] Oñate，大肠杆菌。；萨克，C。；Idelsohn，S.，不可压缩流动问题的有限点法，计算。视觉。科学。，3, 1-2, 67-75 (2000) ·Zbl 1060.76629号
[17] Zhang，X.K。；Kwon，K.-C。；Youn，S.-K.，不可压缩Navier-Stokes问题的最小二乘无网格方法，国际。J.数字。《液体方法》，46，3，263-288（2004）·Zbl 1060.76634号
[18] Kim，Y。；Kim，D.W。；S·6月。；Lee，J.H.，二维不可压缩Navier-Stokes方程流涡度公式的无网格点配置法，计算。方法应用。机械。工程，196，33-34，3095-3109（2007）·Zbl 1173.76386号
[19] Sanyasiraju，Y。；Chandhini，G.，非定常不可压缩粘性流基于局部径向基函数的无网格格式，J.计算。物理。，227, 20, 8922-8948 (2008) ·Zbl 1146.76045号
[20] Borthakur，M。；Biswas，A.，一种新的基于Hermite-taylor最小二乘的无网格框架，用于二维不可压缩流动的自适应迎风格式，计算与流体，130，37-48（2016）·Zbl 1390.65131号
[21] Dehghan，M。；Abbaszadeh，M.，求解不可压缩Navier-Stokes方程的正正交分解变分多尺度无单元伽辽金（POD-VMEFG）无网格方法，计算。方法应用。机械。工程，311856-888（2016）·Zbl 1439.76060号
[22] Dehghan，M。；Abbaszadeh，M.，《使用适当正交分解（POD）无网格RBF-FD技术模拟浅水方程》，J.Compute。物理。，351, 478-510 (2017) ·Zbl 1380.65301号
[23] Dehghan，M。；Abbaszadeh，M.，用于求解可压缩欧拉方程的迎风局部径向基函数-微分求积（RBF-DQ）方法，工程分析。已绑定。元素。，92, 244-256 (2018) ·Zbl 1403.65109号
[24] Sedaghatjoo，Z。；Dehghan，M。；Hosseinzadeh，H.，通过边界元法和有限差分近似离散的二维Navier-Stokes方程的数值解，《工程分析》。已绑定。元素。，96, 64-77 (2018) ·Zbl 1403.76102号
[25] Foy，B.H。；佩雷，P。；Turner，I.，无网格有限体积法及其在多相多孔介质模型中的应用，J.Comput。物理。，333, 369-386 (2017) ·兹比尔1375.76181
[26] 希特尔，D。；斯坦纳，K。；Struckmeier，J.，《可压缩流动的有限体积粒子法》，《数学》。模型方法应用。科学。，10, 09, 1363-1382 (2000) ·Zbl 0970.76074号
[27] Sridar，D。；Balakrishnan，N.，无网格解算器的迎风有限差分格式，J.Compute。物理。，189, 1, 1-29 (2003) ·Zbl 1023.76034号
[28] 王，G。；孙，Y。；叶振华，二维非恒定流的无网格解法，中国。J.Aeronaut。，18, 1, 8-14 (2005)
[29] Harish，G。；Pavanakumar，M。；Anandhanarayanan，K.，使用无网格欧拉解算器的存储分离动力学，（第24届AIAA应用空气动力学会议（2006年），美国航空航天研究所）
[30] A.卡茨。；Jameson，A.，可压缩流动模拟的基于边缘的无网格方法，（第46届AIAA航空航天科学会议和展览（2008年），美国航空航天研究所）
[31] 王，H。；Periaux，J.，求解二维欧拉方程的一种结合人工耗散的快速无网格方法，计算与流体，71，83-90（2013）·Zbl 1365.65234号
[32] 马，Z。；王，H。；Pu，S.，《非定常可压缩流动通过移动边界的图形处理单元上的并行无网格动态云方法》，计算。方法应用。机械。工程，285，146-165（2015）·兹比尔1423.76347
[33] 段，Z。；王振杰。；Vu，B.T.，可压缩流动无网格欧拉解算器的最新进展，（第22届AIAA计算流体动力学会议（2015），美国航空航天研究所）
[34] Günther，F。；刘伟凯。；迪亚钦，D。；Christon，M.A.，粘性可压缩流动的多尺度无网格并行计算，计算。方法应用。机械。工程，190，3-4，279-303（2000）·Zbl 0973.76045号
[35] Munikrishna，N。；Balakrishnan，N.，使用无网格解算器LSFD-U计算混合笛卡尔点分布上的湍流流体，40，1，118-138（2011）·Zbl 1245.76105号
[36] Kennett，D.J。；Timme，S。；安古洛，J。；Badcock，K.J.，计算流体动力学中应用的隐式无网格方法，国际。J.数字。方法流体，71，8，1007-1028（2012）·Zbl 1431.65186号
[37] Namvar，M。；Jahangirian，A.，可压缩湍流无网格计算研究，计算与流体，86，483-489（2013）·Zbl 1290.76047号
[38] 奥尔特加，E。；Oñate，E。；Idelsohn，S。；Flores，R.，有限点法在高雷诺数可压缩流动问题中的应用，国际。J.数字。《液体方法》，74，10，732-748（2014）·Zbl 1455.65194号
[39] 斯帕拉特，P。；Allmaras，S.，空气动力流的单方程湍流模型，（第30届航空航天科学会议和展览（1992年），美国航空航天研究所）
[40] Menter，F.R.，工程应用的双方程涡粘湍流模型，AIAA J.，32，8，1598-1605（1994）
[41] Liou，M.-S.，《AUSM的续集：AUSM（+）》，J.Compute。物理。，129, 2, 364-382 (1996) ·Zbl 0870.76049号
[42] Roe，P.L.，欧拉方程基于特征的方案，年。流体力学版次。，18, 1, 337-365 (1986) ·Zbl 0624.76093号
[43] Barth，T。；Jespersen，D.，非结构化网格逆风方案的设计和应用，（第27届航空航天科学会议（1989年），美国航空航天学会）
[44] Venkatakrishnan，V.，带限制器的非结构网格上欧拉方程的稳态解收敛，J.Compute。物理。，118, 1, 120-130 (1995) ·Zbl 0858.76058号
[45] Haselbacher，A。；Blazek，J.，混合网格上Navier-Stokes方程的精确高效离散化，AIAA J.，38，11，2094-2102（2000）
[46] A.卡里。；A.多根。；Mani，M.，《使用非结构化网格实现准确的流量预测》（第19届AIAA计算流体动力学（2009），美国航空航天研究所）
[47] 王，G。；姜瑜。；Ye，Z.，用于混合非结构网格上高雷诺数流动计算的改进LU-SGS隐式格式，Chin。J.Aeronaut。，25, 1, 33-41 (2012)
[48] 美国国家航空航天局，https://turbmodels.larc.nasa.gov/naca0012_val.html; . 美国国家航空航天局，https://turbmodels.larc.nasa.gov/naca012_val.html
[49] 薯条，T.-P。；Matthies，H.G.，不可压缩Navier-Stokes方程的稳定和耦合无网格/基于网格的方法——第一部分：稳定，计算。方法应用。机械。工程，195，44-47，6205-6224（2006）·Zbl 1178.76274号
[50] 薯条，T.-P。；Matthies，H.G.，《不可压缩Navier-Stokes方程的稳定耦合无网格/基于网格的方法——第二部分：耦合，计算》。方法应用。机械。工程，195，44-47，6191-6204（2006）·Zbl 1178.76273号
[51] E.R.Heim，CFD Wing-Pylon-Finned Store相互干扰风洞实验，AEDC-TSR-91-P4，1991年。；E.R.Heim，CFD Wing-Pylon-Finned Store相互干扰风洞实验，AEDC-TSR-91-P4，1991年。
[52] Togashi，F。；伊藤，Y。；Nakahashi，K。；Obayashi，S.，《粘性流计算的Overset非结构化网格法》，AIAA J.，44，7，1617-1623（2006）
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。