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多孔介质流动椭圆问题的多尺度方法比较。 (英语) Zbl 1259.76047号

总结:我们回顾并比较了三种最新的多尺度方法,用于解决多孔介质流动中的椭圆问题;多尺度混合有限元法、数值子网格升尺度法和多尺度有限体积法。这些方法基于分层策略,其中全局流方程仅在粗化网格上求解。然而,对于每种方法,粗网格上偏微分方程的离散公式都是以特定的方式设计的,以考虑多孔介质的非均匀亚网格结构的影响。这三种多尺度方法在下面的精细网格上产生质量守恒的解。因此,这些方法可以被视为有效的近似精细尺度解算器,即作为在精细网格上求解椭圆问题的廉价替代方案。此外,由于这些方法在粗网格上生成质量守恒的解,因此可以用作放大的替代方法。因此,我们还选择将多尺度方法与最先进的升尺度方法进行比较,即自适应局部-全局升尺度方法,当与质量守恒的降尺度过程相结合时,该方法可视为多尺度方法。我们通过一系列数值实验研究了所有四种方法的性质,这些实验旨在揭示准确性和稳健性方面的差异。数值实验揭示了一些方法的特殊问题,这些问题将与可能的解决方案一起详细讨论。接下来,我们对实现方面进行评论,并对与每种方法相关的计算成本进行简单的分析和比较。最后,我们将这三种多尺度方法应用于动态两相流情况,并证明了当子网格计算是预处理步骤的一部分,并且在整个模拟过程中不更新或不频繁更新时,可以获得高效和准确的结果。

MSC公司:

76米25 其他数值方法(流体力学)(MSC2010)
76S05号 多孔介质中的流动;过滤;渗流
76T10型 液气两相流,气泡流

软件:

GSLIB公司
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全文: 内政部

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