基于 gPAV 的具有出流/开放边界不可压缩流无条件能量稳定格式
计算物理
2020-04-22 v1 计算工程、金融与科学
流体动力学
摘要
我们提出一种无条件能量稳定格式，用于逼近具有出流/开放边界区域上的不可压缩 Navier-Stokes 方程。该格式结合了广义正辅助变量（gPAV）方法与旋转速度校正型策略，辅助变量的引入简化了开放边界条件的数值处理。无论时间步长大小，所提格式的离散能量稳定性均已得到证明。在每个时间步内，该格式通过求解各自解耦的 Helmholtz（含 Poisson）型方程来计算两个速度场和两个压力场，每个场变量均具有可预先计算常系数矩阵。辅助变量为标量，在一个时间步内由定义明确的显式公式给出，从而确保其计算值为正。我们给出了多个涉及出流/开放边界、且回流不稳定性严重的流动状态的广泛数值实验，以检验所提方法的性能并证明其在大时间步长下的稳定性。
引用
@article{arxiv.1908.01852,
title = {A gPAV-Based Unconditionally Energy-Stable Scheme for Incompressible Flows with Outflow/Open Boundaries},
author = {L. Lin and X. Liu and S. Dong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.01852},
year = {2020}
}
备注
34 pages, 18 figures, 6 tables