基于二次型的能量稳定边界条件：在不可压缩流出口/开边界问题中的应用
流体动力学
2019-05-22 v1 数值分析
计算物理
摘要
我们提出一组新的能量稳定开边界条件，用于解决不可压缩流出口/开边界问题模拟中的回流不稳定性。这些边界条件通过两步发展而来：(i) 设计一种一般形式的边界条件，通过将边界贡献重新表述为关于对称矩阵的二次型并计算相应的特征值问题，从而保证能量稳定性；(ii) 要求在前一步施加边界条件时，边界耗散的尺度应与某一物理尺度相匹配。这些开边界条件可重新表述为牵引型条件的形式，因此可利用先前工作中的分裂型算法进行数值实现。当前的边界条件能有效克服在中高雷诺数下典型遇到的回流不稳定性。与以往仅在边界回流区域起作用的相关方法不同，这些边界条件一般在整个开边界上产生非零牵引力。我们给出了二维和三维中大量的数值实验，以检验所提方法的有效性与性能，并将模拟结果与已有的实验数据进行比较以证明其精度。
引用
@article{arxiv.1807.07056,
title = {Energy-Stable Boundary Conditions Based on a Quadratic Form: Applications to Outflow/Open-Boundary Problems in Incompressible Flows},
author = {Naxian Ni and Zhiguo Yang and Suchuan Dong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.07056},
year = {2019}
}
备注
43 pages, 19 figures, 3 tables