用于可压缩气液流动的正性保持高阶加权紧致非线性格式
计算物理
2021-08-18 v1 计算工程、金融与科学
流体动力学
摘要
我们提出了一种鲁棒、高精度且高效的保持正性与有界性的弥散界面方法，用于使用显式高阶有限差分加权紧致非线性格式 (WCNS) 模拟基于 Allaire 等人五方程模型的可压缩气液两相流。气体和液体的状态方程分别由理想气体和硬化气体定律给出。在对气体与液体的比热比相对大小作温和假设下，我们可为具有一阶 Harten-Lax-van Leer 接触 (HLLC) 通量的五阶增量模板 WCNS (WCNS-IS) 构造限制过程，从而确保解中部分密度和音速平方为正，同时体积分数和质量分数有界。该限制过程对五方程模型中的所有守恒方程在离散意义上守恒，并且可轻易推广至任何其他守恒有限差分或有限体积格式。给出了液水与空气的数值测试，以证明 WCNS-IS 配合正性与有界性保持限制器即使在极端条件下也具有鲁棒性和高精度。
引用
@article{arxiv.2102.05287,
title = {A positivity-preserving high-order weighted compact nonlinear scheme for compressible gas-liquid flows},
author = {Man Long Wong and Jordan B. Angel and Michael F. Barad and Cetin C. Kiris},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.05287},
year = {2021}
}