用于变密度两相不可压曲面流相场模型的解耦稳定线性有限元方法
数值分析
2023-09-27 v1 数值分析
摘要
本文研究一类热力学一致的两相不可压黏性流体相场模型。该模型允许流体密度对相场序参量呈非线性依赖。受生物膜研究应用驱动，模型写为约束于曲面上的流体切向流，并由(曲面)Navier-Stokes-Cahn-Hilliard 型方程构成。我们采用非拟合有限元离散该系统，并给出具如下性质的全离散时间步进格式：(i) 格式在每个时间步解耦流体与相场方程求解器；(ii) 所得两个代数系统均为线性；(iii) 在某些离散参数限制下，数值解满足与原系统解相同的稳定性界。通过数值算例展示了方法的稳定性、精度与整体效率。我们对若干两相曲面流的计算研究揭示了流统计量对几何的一些有趣依赖关系。
引用
@article{arxiv.2104.08996,
title = {A decoupled, stable, and linear FEM for a phase-field model of variable density two-phase incompressible surface flow},
author = {Yerbol Palzhanov and Alexander Zhiliakov and Annalisa Quaini and Maxim Olshanskii},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.08996},
year = {2023}
}
备注
22 pages, 5 figures, 1 table