Sod气体动力学问题作为有限体积法中通量构造基准测试的工具
数值分析
2021-08-05 v1 计算工程、金融与科学
数值分析
流体动力学
摘要
计算流体动力学中的有限体积法用于数值模拟流体流动问题，涉及在控制体积的面上构造数值通量的过程。这一过程对于决定数值解的分辨率及其质量至关重要。在当前工作中，通过文献中一个具有精确（解析）解的测试问题，即Sod问题，分析了求解一维无粘流欧拉方程时不同通量构造方法的性能。这项工作考虑了二十二种通量方法，包括：精确黎曼求解器（Godunov）、Roe、Kurganov-Noelle-Petrova、Kurganov-Tadmor、Steger-Warming通量矢量分裂、van Leer通量矢量分裂、AUSM、AUSM+、AUSM+-up、AUFS、Harten-Lax-van Leer（HLL）族的五种变体及其对应的Harten-Lax-van Leer-Contact（HLLC）族的五种变体、Lax-Friedrichs（Lax）和Rusanov。精确黎曼求解器和van Leer方法表现出优异的性能。精确黎曼方法运行时间最长，但所有方法之间的运行时间没有显著差异。
引用
@article{arxiv.2108.01709,
title = {The Sod gasdynamics problem as a tool for benchmarking face flux construction in the finite volume method},
author = {Osama A. Marzouk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.01709},
year = {2021}
}