一种在结构网格上高效实现可压缩流动的高阶紧致气体动理学格式
数值分析
2025-08-13 v1 数值分析
摘要
我们开发了一种新颖的五阶紧致气体动理学格式，用于在结构网格上高分辨率模拟可压缩流动。其精度依赖于一种新的多维五阶紧致重构，该重构使用线平均导数引入额外的自由度，从而实现了具有优越分辨率的紧致模板。对于非正交网格，重构在变换后的计算空间中的标准参考单元上进行。这种方法提供了统一的多项式形式，与直接多维或逐维方法相比，显著减少了内存使用和计算成本，同时简化了实现。一种非线性自适应方法通过在平滑区域从高阶线性格式平滑过渡到间断处的二阶格式，确保了高精度和鲁棒性。该方法使用 CUDA 和 MPI 实现了多 GPU 并行化，以用于大规模应用。从亚声速到超声速湍流的全面数值测试验证了该格式的高精度、高分辨率和出色的鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2508.08965,
title = {An effective implementation of high-order compact gas-kinetic scheme on structured meshes for compressible flows},
author = {Yaqing Yang and Fengxiang Zhao and Kun Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.08965},
year = {2025}
}