×
陈松泽;徐坤;李志辉

不规则几何形状上气体动力学方案的笛卡尔网格方法。 （英语） Zbl 1373.76229号

J.计算。物理学。 326, 862-877 (2016).
摘要：提出了一种结合简化气体动力学方案的笛卡尔网格方法，用于复杂几何体的亚音速和超音速粘性流动模拟。在笛卡尔网格下，边界由一组定向边界点表示，计算网格点分为四类：流体点、固体点、滴点和插值点。采用约束加权最小二乘法来评估插值点处的物理量。采用不同的插值策略给出了不同的边界条件，包括等温边界、绝热边界和欧拉滑移边界。我们采用简化的气体动力学方案作为亚音速和超音速流动计算的通量求解器。构造简化的动力学通量函数的方法可以推广到其他流动系统。通过几个数值算例验证了笛卡尔网格法和简化通量求解器的有效性。用笛卡尔网格恢复可压缩粘性和导热流动边界条件的重建方案可以在固体边界上提供物理量的平滑分布，并为复杂几何形状的流动研究提供精确的解决方案。

引用于8文件

MSC公司：

76米28 粒子法和晶格气体法
76J20型 超音速流动

关键词：

气体动力学方案;笛卡尔网格;粘性流动;超音速流动
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{S.Chen}等人，J.Compute。物理学。326862-877（2016年；Zbl 1373.76229）
全文： 内政部 arXiv公司

参考文献：

[1] Gueyffer，D。；李，J。；纳迪姆，A。；斯卡多维利，R。；Zaleski，S.，三维流动的光滑表面应力方法的流体界面跟踪体积，J.Comput。物理。，152, 2, 423-456 (1999) ·Zbl 0954.76063号
[2] Caginalp，G.，Stefan和Hele-Shaw型模型作为相场方程的渐近极限，Phys。修订版A，39、11、5887（1989）·Zbl 1027.80505号
[3] Udaykumar，H。；米塔尔，R。；Shyy，W.，《固定网格上尖锐界面极限的固液相前沿计算》，J.Compute。物理。，153, 2, 535-574 (1999) ·Zbl 0953.76071号
[4] 陈，S。；梅里曼，B。；奥舍，S。；Smereka，P.，解决Stefan问题的简单水平集方法，J.Compute。物理。，135, 1, 8-29 (1997) ·Zbl 0889.65133号
[5] 米塔尔，R。；Iacarino，G.，《浸没边界法》，年。流体力学版次。，37, 239-261 (2005) ·Zbl 1117.76049号
[6] Peskin，C.S.，《心脏瓣膜的流体动力学：实验、理论和计算方法》，年。流体力学版次。，14, 1, 235-259 (1982) ·Zbl 0488.76129号
[7] 戈尔茨坦博士。；Handler，R.公司。；Sirovich，L.，用外力场模拟无滑移流动边界，J.Compute。物理。，105, 2, 354-366 (1993) ·Zbl 0768.76049号
[8] Mohd-Yusof，J.，《复杂几何中Ow模拟的浸没边界/B-样条组合方法》，317-327（1997），年度研究简报，NASA艾姆斯研究中心，斯坦福大学湍流研究中心
[9] 舒，C。；刘，N。；Chew，Y.-T.，一种新的浸入式边界速度校正格子Boltzmann方法及其在模拟圆柱体流动中的应用，J.Comput。物理。，226, 2, 1607-1622 (2007) ·Zbl 1173.76395号
[10] 吴杰。；Shu，C.，基于隐式速度校正的浸没边界晶格Boltzmann方法及其应用，J.Compute。物理。，228, 6, 1963-1979 (2009) ·兹比尔1243.76081
[11] 伯杰，M.J。；Leveque，R.J.，任意几何形状欧拉方程的自适应笛卡尔网格算法（1989），AIAA-89-1930
[12] 彭伯，R.B。；贝尔，J.B。；科尔拉，P。；科奇菲尔德，W.Y。；Welcome，M.L.，《不规则区域非定常可压缩流的自适应笛卡尔网格法》，J.Compute。物理。，120, 2, 278-304 (1995) ·Zbl 0842.76056号
[13] Ye，T。；米塔尔，R。；Udaykumar，H。；Shyy，W.，《复杂浸没边界粘性不可压缩流动的精确笛卡尔网格法》，J.Compute。物理。，156, 2, 209-240 (1999) ·Zbl 0957.76043号
[14] Udaykumar，H。；米塔尔，R。；Rampunggoon，P。；Khanna，A.，用于模拟具有复杂移动边界的流动的锐界面笛卡尔网格法，J.Compute。物理。，174, 1, 345-380 (2001) ·Zbl 1106.76428号
[15] de Tullio，医学博士。；德帕尔马，P。；艾卡里诺，G。；帕斯卡齐奥，G。；Napolitano，M.，《使用局部网格细化的可压缩流浸没边界法》，J.Compute。物理。，225, 2, 2098-2117 (2007) ·Zbl 1118.76043号
[16] 德帕尔马，P。；De Tullio，M。；帕斯卡齐奥，G。；Napolitano，M.，可压缩粘性流的浸入边界方法，计算。流体，35，7，693-702（2006）·Zbl 1177.76306号
[17] 福勒，H。；Jeltsch，R.，cartesian网格方法的高阶边界处理，J.Compute。物理。，140, 2, 259-277 (1998) ·兹伯利0936.76041
[18] 吉亚斯，R。；米塔尔，R。；Dong，H.，可压缩粘性流的锐界面浸没边界法，J.Compute。物理。，225, 1, 528-553 (2007) ·Zbl 1343.76043号
[19] Gibou，F。；Fedkiw，R.P。；程，L.-T。；Kang，M.，不规则区域上泊松方程的二阶精确对称离散化，J.Compute。物理。，176, 1, 205-227 (2002) ·Zbl 0996.65108号
[20] 彭，Y。；Luo，L.-S.，LBE中浸入边界和插值反弹方法的比较研究，Prog。计算。流体动力学。，国际期刊，8，1，156-167（2008）·Zbl 1388.76306号
[21] Seo，J.H。；Mittal，R.，复杂几何形状中声波散射和低马赫数流致声的高阶浸没边界法，J.Compute。物理。，230, 4, 1000-1019 (2011) ·Zbl 1391.76698号
[22] 段，L。；王，X。；Zhong，X.，高超声速边界层不稳定性与表面粗糙度数值模拟的高阶切元方法，J.Compute。物理。，229, 19, 7207-7237 (2010) ·Zbl 1425.76119号
[23] 张德伟。；魏福生，关于约束最小二乘法的论述和论证，中国。J.计算。机械。，17, 4, 398-404 (2000)
[24] Xu，K。；Martinelli，L。；Jameson，A.，《气体动力学有限体积法、通量矢量分裂和人工扩散》，J.Compute。物理。，120, 1, 48-65 (1995) ·Zbl 0845.76078号
[25] Xu，K。；Jameson，A.，可压缩Euler方程的气体动力学松弛（BGK型）格式，（第12届AIAA计算流体动力学会议，第12届IAAA计算流体力学会议，加利福尼亚州圣地亚哥（1995年6月）），19-22，AIAA-95-1736-CP
[27] Xu，K.，Navier-Stokes方程的气动BGK格式及其与人工耗散和Godunov方法的联系，J.Compute。物理。，171, 289-335 (2001) ·Zbl 1058.76056号
[28] Xu，K.，《计算流体动力学的直接建模：统一气体动力学方案的构建和应用》（2015），《世界科学：世界科学新加坡》·Zbl 1309.76003号
[29] Bhatnagar，P.L.公司。；毛重，E.P。；Krook，M.，气体碰撞过程模型，物理。修订版，94511（1954年）·Zbl 0055.23609号
[30] 李，Z.-H。；Zhang，H.-X.，从稀薄过渡到连续体流动的气体动力学统一算法研究，计算。物理。，193, 708-738 (2004) ·Zbl 1109.76349号
[31] 李，Z.-H。；Zhang，H.-X.，航天器再入三维复杂流动的气体动力学数值研究，J.Compute。物理。，228, 1116-1138 (2009) ·兹比尔1330.76094
[32] 陈，S。；Xu，K。；Lee，C。；Cai，Q.，具有移动网格和速度空间自适应的统一气体动力学方案，J.Compute。物理。，231, 20, 6643-6664 (2012)
[33] 朱，L。；郭，Z。；Xu，K.，非结构网格上的离散统一气体动力学格式，计算。流体，127211-225（2016）·兹比尔1390.76819
[34] 袁，R。；钟，C。；Zhang，H.，基于气体动力学BGK格式的不可压缩粘性流浸没边界法，J.Compute。物理。，296, 184-208 (2015) ·Zbl 1352.76102号
[35] 孙，Y。；舒，C。；Wang，Y。；特奥，C。；Chen，Z.，用于模拟不可压缩流动的浸没边界气体动力学通量解算器，计算。流体（2016），出版中·Zbl 1390.76768号
[36] 库坦梭，M。；Bouard，R.，均匀平移圆柱尾迹粘性流主要特征的实验测定。第1部分。稳定流动，J.流体力学。，79, 02, 231-256 (1977)
[37] 丹尼斯，S。；Chang，G.-Z.，雷诺数高达100时圆柱绕流定常流动的数值解，《流体力学杂志》。，42, 03, 471-489 (1970) ·Zbl 0193.26202号
[38] Fornberg，B.，《绕圆柱稳态粘性流的数值研究》，J.流体力学。，98, 04, 819-855 (1980) ·兹比尔0428.76032
[39] 布鲁尔，M。；伯恩斯多夫，J。；Zeiser，T。；Durst，F.，基于两种不同方法：格子Boltzmann和有限体积法的方形圆柱体层流精确计算，国际热流杂志，21，2，186-196（2000）
[40] Chiang，Y.-L。；van Leer，B。；Powell，K.G.，在自适应改进的笛卡尔网格上模拟非定常无粘流（1992），AIAA-92-0443
[41] 伍德沃德，P。；Colella，P.，《强冲击下二维流体流动的数值模拟》，J.Compute。物理。，54, 1, 115-173 (1984) ·Zbl 0573.76057号
[42] 邱，J。；Shu，C.-W.，具有Lax-Wendroff型时间离散的有限差分WENO格式，SIAM J.Sci。计算。，242185-2198（2003年）·Zbl 1034.65073号
[43] 达鲁，V。；Tenaud，C.，非定常粘性激波流的TVD高分辨率格式评估，计算。流体，30，1，89-113（2001）·Zbl 0994.76070号
[44] 达鲁，V。；Tenaud，C.，使用高分辨率单调保持格式对粘性激波管问题进行数值模拟，计算。流体，38，3，664-676（2009）·Zbl 1193.76092号
[45] Sjögreen，B。；Yee，H.，多尺度复杂非定常粘性可压缩流动高阶方法的网格收敛，J.计算。物理。，185，1，1-26（2003年）·Zbl 1047.76083号
[46] Xu，K。；Huang，J.，《改进的统一气体动力学方案和激波结构研究》，IMA J.Appl。数学。，76, 698-711 (2011) ·Zbl 1276.76063号
[47] 黄，J。；Xu，K。；Yu，P.，《连续流和稀薄流的统一气体动力学方案III：微流模拟》，Commun。计算。物理。，14, 1147-1173 (2013) ·Zbl 1373.76217号
[48] 陈，S。；Xu，K.，基于笛卡尔网格的统一气体动力学方案，（第29届稀薄气体动力学国际研讨会论文集，第1628卷（2014），AIP出版社），995-1002
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。