基于原始变量离散外微积分的曲面单纯网格上不可压 Navier-Stokes 方程离散格式
流体动力学
2021-02-24 v1 计算物理
摘要
我们给出了 Navier-Stokes 方程的保守原始变量离散外微积分（DEC）离散格式。为此修改了已有的 DEC 方法（Mohamed, M. S., Hirani, A. N., Samtaney, R. (2016). Discrete exterior calculus discretization of incompressible Navier-Stokes equations over surface simplicial meshes. Journal of Computational Physics, 312, 175-191），并扩展以包含保能量时间积分与科里奥利力，从而增强其用于研究旋转表面（即行星流）上流动的晚期行为的能力。模拟实验显示，该格式对结构化三角网格具有二阶精度，对其他非结构化网格具有一阶精度。对于无粘流，该方法随网格尺寸呈现二阶动能相对误差收敛率。旋转球面上的流动测试用例表明，该方法可保持定常状态，并在较长时间内守恒无粘不变量。
引用
@article{arxiv.2010.15520,
title = {A Primitive Variable Discrete Exterior Calculus Discretization of Incompressible Navier-Stokes Equations over Surface Simplicial Meshes},
author = {Pankaj Jagad and Abdullah Abukhwejah and Mamdouh Mohamed and Ravi Samtaney},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.15520},
year = {2021}
}