可压缩流的波适当重构：物理约束的声学耗散与秩-1熵波修正
流体动力学
2026-04-08 v2
摘要
波适当重构方法将重构过程分解为特征波族，将非声学波集中以最小化耗散，同时保留声学波的上游偏置。在之前的实现中，声学上游参数 被固定在其最大值1.0；然而，这一选择过于保守，促使系统在性地搜索在流动 regimes 下鲁棒的最小值。为此，CFD求解器被视为黑箱，在有界标量最小化中使用，该最小化针对亚声速无粘TGV最小化精度目标，同时受超声速粘性TGV施加的稳定性约束。由于波适当框架中 是唯一的自由度，优化在大约25次评估内收敛。得到的最优值无需重新调参即可在从亚声速湍流到含激波和接触间断的超声速流的广泛范围内泛化。第二项贡献聚焦于消除对显式接触间断检测器的需求，该检测器在同时涉及激波和接触间断的流动中通常需要。在这些情况下，重构缺陷仅出现在熵特征波中，可通过沿熵右特征向量的秩-1更新进行修正。所提算法仅依赖Ducros传感器且与限制器无关，便于直接用于其他格式（如WENO）。与完全特征分解相比，该方法将墙钟时间减少了29%–41%。为进一步展示方法的通用性，在KEP格式中仅对法向动量引入受控声学偏置，消除了周期性剪切层中的虚假涡流，确认了声学稳定机制独立于离散化框架运行。
引用
@article{arxiv.2604.02757,
title = {Wave-appropriate reconstruction of compressible flows: physics-constrained acoustic dissipation and rank-1 entropy wave correction},
author = {Amareshwara Sainadh Chamarthi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.02757},
year = {2026}
}