用于可压缩流中流固耦合的切割单元有限体积-有限元耦合方法
数值分析
2015-12-22 v2
摘要
我们提出一种松散耦合方法，用于求解可压缩流与可变形结构之间的流固耦合问题。该方法基于交错 Dirichlet-Neumann 分区。欧拉坐标系下的界面运动通过守恒型切割单元浸入边界法处理。本方法通过考虑单个流体单元内的各个切割单元来实现子单元分辨率，从而确保对时变固体界面的精确表征。切割单元过程不可避免地导致非匹配界面，需要特殊处理。为保证守恒且一致的载荷传递，选用了 Mortar 法。我们通过研究包含冲击载荷刚性圆柱和可变形板的二维测试用例来验证该方法。此外，研究了薄板结构的气动弹性不稳定性，重点在于颤振起始的预测。最后，我们提出了一个三维流固耦合测试用例，即柔性充薄壳与冲击波相互作用，涉及大而复杂的结构变形。
引用
@article{arxiv.1511.06571,
title = {A cut-cell finite volume - finite element coupling approach for fluid-structure interaction in compressible flow},
author = {Vito Pasquariello and Georg Hammerl and Felix Örley and Stefan Hickel and Caroline Danowski and Alexander Popp and Wolfgang A. Wall and Nikolaus A. Adams},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.06571},
year = {2015}
}
备注
- minor changes (typos, added missing reference) - published version (Journal of Computational Physics)