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非结构有限体积法数值激波稳定性探讨:黎曼求解器与限制器

数值分析 2023-11-30 v1 数值分析 流体动力学

摘要

数值激波不稳定性是超声速模拟中可能出现的一种复杂现象。黎曼求解器通常是影响计算精度和数值激波稳定性的关键因素。本文讨论了几种经典黎曼求解器,并特别关注激波不稳定性的内在机理。可以发现,穿越激波的动量扰动是引发不稳定性的主要原因。此外,用于抑制激波附近振荡的斜率限制器也是计算稳定性的关键因素。若干斜率限制器会在激波附近引起显著数值误差,并使计算无法收敛。黎曼求解器和斜率限制器的额外耗散有助于消除不稳定性,但会降低计算精度。因此,恰当引入数值耗散对数值计算至关重要。此处,采用基于压力的激波指示器来显示激波位置并调节数值耗散。总体而言,所提方法在精度与稳定性方面均表现出令人满意的结果。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.17240,
  title  = {A discussion on numerical shock stability of unstructured finite volume method: Riemann solvers and limiters},
  author = {Fan Zhang and Zhichao Yuan and Jun Liu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.17240},
  year   = {2023}
}

备注

Presented at 2nd International Conference in Aerospace for Young Scientists. 07-08 September 2017, Beijing, P.R.China