一种用于模拟非线性耗散声波传播的有限体积方法
流体动力学
2015-05-26 v3
摘要
本文提出了一种流体力学守恒方程的形式，其推导所采用的假设比获得 Westervelt 方程所需的假设略宽松。该公式考虑了全波衍射、非线性以及热粘性耗散效应。为实现所提方程的数值解，采用 Roe 线性化方法实施了一种二维有限体积法。为了验证代码，进行了两项不同的测试：一项是与特殊的 Taylor 激波状解析解进行对比，另一项是与已发表的高强度聚焦超声 (HIFU) 系统结果进行对比，两者均取得了令人满意的结果。该代码在开源许可下提供，专为图形处理器 (GPU) 上的并行执行而编写，与作为实现逻辑参考的标准串行执行有限体积代码 CLAWPACK 4.6.1 相比，性能提升了 60 倍以上。
引用
@article{arxiv.1311.3004,
title = {A finite volume approach for the simulation of nonlinear dissipative acoustic wave propagation},
author = {Roberto Velasco-Segura and Pablo L. Rendón},
journal= {arXiv preprint arXiv:1311.3004},
year = {2015}
}
备注
13 pages, 7 figures, ancillary files: 1 video, Wave Motion, Available online 21 May 2015, ISSN 0165-2125