流体 - 复合结构相互作用问题的分区格式
数值分析
2015-06-18 v1
摘要
我们提出了一种用于流体 - 复合结构相互作用基准问题的松耦合分区格式。此处提出的基准问题由不可压缩粘性流体与复合结构相互作用组成，该复合结构包含两层：一层是与流体接触的薄弹性层，另一层是位于薄层之上的厚弹性层。该研究的动机源于血流动力学中的流体 - 结构相互作用 (FSI)。厚结构层采用线性弹性方程建模，而薄结构层（作为具有质量的流体 - 结构界面）则采用 Koiter 膜/壳方程建模。我们提出了一种高效、模块化的算子分裂格式，用于模拟耦合非线性 FSI 问题的解。该算子分裂格式将弹性动力学结构问题与流体问题分离开来，其中薄结构惯性被包含为 Robin 型边界条件，从而实现了无条件稳定性，且无需在时间步内进行任何子迭代。针对定义在移动域上的完全非线性 FSI 问题，推导了与无条件稳定性相关的能量估计。提出了两个具有指导意义的数值算例以测试该格式的性能，数值结果表明该格式在时间上至少具有一阶精度。第二个算例揭示了 FSI 问题中的一个新现象：具有质量的薄流体 - 结构界面的存在使完整 FSI 问题的解正则化。
引用
@article{arxiv.1402.0110,
title = {A partitioned scheme for fluid-composite structure interaction problems},
author = {Martina Bukac and Suncica Canic and Boris Muha},
journal= {arXiv preprint arXiv:1402.0110},
year = {2015}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:1311.3324