一种用于近似Basset历史力的高效二阶方法

M. A. T. van Hinsberg; J. H. M. ten Thije Boonkkamp; H. J. H. Clercx

doi:10.1016/j.jcp.2010.11.014

一种用于近似Basset历史力的高效二阶方法

计算物理 2015-05-19 v1 流体动力学

作者: M. A. T. van Hinsberg , J. H. M. ten Thije Boonkkamp , H. J. H. Clercx

在 arXiv 上查看 ↗ PDF ↗ DOI ↗

摘要

流体对小的孤立刚性球形颗粒施加的流体动力通常由Maxey-Riley（MR）方程很好地描述。MR方程中最耗时的贡献是Basset历史力，这是湍流中多颗粒模拟的一个众所周知的问题。本文提出了一种新的数值方法来计算Basset历史力，该方法基于使用指数函数来近似Basset力核的尾部。通常，这种方法不仅将Basset力计算的CPU时间和内存需求降低了一个数量级以上，而且还将精度提高了一个数量级。该方法具有O(Δt²)的时间精度，与文献中已有的方法相比有显著改进。此外，该方法部分隐式化以提高计算的稳定性。计算Basset历史力的传统方法会影响各向同性湍流中颗粒的统计特性，这是由于近似Basset力带来的误差以及经典方法可追踪的颗粒数量有限。新方法被证明能提供更可靠的统计数据。

关键词

Basset历史力 Maxey-Riley方程数值方法指数近似二阶精度颗粒湍流

引用

@article{arxiv.1008.0833,
  title  = {An efficient, second order method for the approximation of the Basset history force},
  author = {M. A. T. van Hinsberg and J. H. M. ten Thije Boonkkamp and H. J. H. Clercx},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1008.0833},
  year   = {2015}
}

备注

21 pages, 9 figures

一种用于近似Basset历史力的高效二阶方法

摘要

关键词

引用

备注

相关论文