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Marian G.S.Izsak。;汉斯·雅各布·卡尔滕巴赫

利用边界约束改进线性化欧拉方程的固壁浸没边界格式的稳定性和精度。 （英语） Zbl 07625398号

J.计算。物理学。 473，文章ID 111728，33 p.（2023）.
摘要：针对节点间壁位置的实体壁，发展了一种带有显式高阶有限差分模板的笛卡尔切割单元法来求解线性化的欧拉方程。为此，除了物理不透水条件外，还将其他边界约束纳入边界附近基于Hermite的有限差分模板中。我们证明了我们的方法和C.K.W.Tam先生和Z.Dong先生【Theor.Comput.Fluid Dyn.6，No.5–6，303–322（1994；Zbl 0820.76061号)]和十、Gloerfelt【Bruit rayonnépar unécoulement affleurant une cavité：Simulation aéroacoustique directe et application de méthodes intégrales.教育：里昂中心（博士论文）（2001）】当墙与网格点相交时，等效。除C.K.W.Tam先生和K.A.库尔巴茨基《计算物理学杂志》第157卷第2期，588–617页（2000年；Zbl 0943.65018号)]基于外推的cut-cell处理，我们的公式可以被视为上述鬼点公式的直接推广。一个数值反射问题表明，对于六阶和十二阶的高阶格式，一维精度得到了提高。静止流体中二维圆柱体的平面波在7点边界条件下的散射为8PPW，在11点边界条件中的散射为5PPW，这证明了所提方法在更高维上的扩展。对于一维情况，进行了稳定性分析，以表明使用边界约束来提高边界格式的数值稳定性的显著影响。在多维情况下，必须通过选择性滤波抑制弱不稳定性。我们的边界方法新形式能够通过傅里叶分析评估修改后的一维边界模板的一阶导数传播特性。结果表明，边界约束的加入显著改善了边界模板的修改波数签名。

MSC公司：

7.6亿 流体力学基本方法
6500万 偏微分方程、初值和含时初边值问题的数值方法
35磅 双曲方程和双曲系统

关键词：

浸入边界法;高阶有限差分方法;特征解分析

引文：

Zbl 0820.76061号;Zbl 0943.65018号
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{M.G.S.Izsak}和\textit{H.J.Kaltenbach}，J.Compute。物理学。473，文章ID 111728，33 p.（2023；Zbl 07625398）
全文： 内政部

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