重叠网格中不可压缩 Navier-Stokes 方程的多速率时间步进
流体动力学
2022-05-25 v2 数值分析
数值分析
摘要
我们基于最近开发的多域谱元法（SEM）为非定常不可压缩 Navier-Stokes 方程（INSE）的半隐式求解开发了一种多速率时间步进器。对于不可压缩流动，多速率时间步进（MTS）尤其具有挑战性，因为不可压缩约束意味着紧密耦合，其在每个时间步表现为关于压力的一个椭圆型子问题。我们方法的新颖性源于直接应用于 Navier-Stokes 方程（而非大多数 INSE 求解器核心的对流、黏性和压力子步）的稳定重叠 Schwarz 方法的开发。我们的 MTS 方法基于一个预测-校正（PC）策略，可保持底层半隐式时间步进器的 temporal 收敛性。我们给出的数值结果表明，该方法可扩展至任意数量的重叠网格，精确模拟复杂湍流现象，并且相较于基于单速率时间步进的计算提升了计算效率。
引用
@article{arxiv.2003.00347,
title = {Multirate Timestepping for the Incompressible Navier-Stokes Equations in Overlapping Grids},
author = {Ketan Mittal and Som Dutta and Paul Fischer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.00347},
year = {2022}
}
备注
34 pages, 13 figures