一种用于含激波可压缩湍流的高阶加权紧致高分辨率格式及其边界封闭
计算物理
2021-01-05 v3 流体动力学
摘要
我们提出一种改进的高阶加权紧致高分辨率（WCHR）格式，其将加权紧致非线性格式（WCNS）的思想扩展为：在可压缩湍流激波捕捉中，将非线性插值与时紧致有限差分格式结合使用。所提格式比先前的 WCNS 具有更好的分辨率特性。这是通过使用紧致（或空间隐式）形式替代传统的全显式形式进行非线性插值来实现的。由于紧致插值格式相比显式插值格式往往具有更低的频散误差，所提格式能够分辨更多精细尺度特征，同时仍可提供充分局部化的耗散以稳健捕捉激波与间断。本文分析了该格式的近似频散关系特性，以展示其相较于同精度阶其他 WCNS 的优越分辨率特性。针对非周期问题，还提出了守恒且高阶精度的边界格式。此外，推导了一种用于紧致有限差分格式的新的守恒通量差分形式，其允许使用保正限制器以提升鲁棒性。不同测试用例表明，该格式能够稳健且稳定地捕捉间断，同时将所需数值耗散仅局部化至含间断及甚高波数特征的区域，从而相较 WCNS 更好地保留光滑流动特征。
引用
@article{arxiv.1809.05784,
title = {A High-Order Weighted Compact High Resolution Scheme with Boundary Closures for Compressible Turbulent Flows with Shocks},
author = {A. Subramaniam and M. L. Wong and S. K. Lele},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.05784},
year = {2021}
}