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无电感磁流体力学相场模型的解耦、线性、无条件能量稳定和电荷守恒有限元方法。 (英语) Zbl 07764085号

摘要:在本文中,我们考虑了两相不可压缩无感应磁流体力学(MHD)问题扩散界面模型的数值近似。该模型由Cahn-Hilliard方程、Navier-Stokes方程和Poisson方程组成。我们提出了一种线性解耦有限元方法来求解这个高度非线性的多物理系统。对于时间变量,离散化是一阶Euler半隐式格式、几个一阶稳定项和耦合项的隐式显式处理的组合。对于空间变量,我们采用有限元离散化。特别地,我们通过inf-sup稳定的面-体积混合有限元对来近似电流密度和电势。利用这些技术,该方案只需要在每个时间步长求解一系列解耦线性方程组。我们证明了该方案是可证明的质量守恒、电荷守恒和无条件能量稳定的。通过数值实验验证了该方案的性能、准确性和有效性。

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