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时域间断伽辽金-粒子模拟方法研究进展
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作者 陈再高 齐红新 +1 位作者 李炎培 任泽平 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期818-826,共9页
时域间断伽辽金-粒子模拟(discontinuous Galerkin time-domain particle-in-cell,DGTD-PIC)方法采用非结构网格能准确描述复杂结构,采用高阶基函数进一步提高了计算的精度,同时避免了求解大型逆矩阵,在等离子体和高功率电磁学相关数值... 时域间断伽辽金-粒子模拟(discontinuous Galerkin time-domain particle-in-cell,DGTD-PIC)方法采用非结构网格能准确描述复杂结构,采用高阶基函数进一步提高了计算的精度,同时避免了求解大型逆矩阵,在等离子体和高功率电磁学相关数值模拟方面具有广泛的用途。近年来国内外报道了大量DGTD-PIC方面的研究工作,该方法在核心关键技术方面已取得了许多突破性进展。为促进DGTD-PIC方法的发展及应用,本文对该方法在修正势的DGTD电磁场计算方法、复频移完全匹配层边界、非结构网格中带电粒子定位与电荷和电流分配等关键技术方面所取得的研究成果进行了详细介绍。 展开更多
关键词 等离子体模拟 时域间断辽金(DGTD)方法 有限元方法 全电磁粒子模拟算法 真空电子器件
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高阶间断伽辽金时域有限元方法分析三维谐振腔 被引量:7
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作者 叶珍宝 周海京 《计算物理》 CSCD 北大核心 2015年第4期449-454,共6页
从一阶麦克斯韦旋度方程出发,研究一种区域分解时域有限元方法——高阶间断伽辽金时域有限元方法.其中对时间的离散采用Crank-Nicolson差分格式,电场和磁场采用相同阶数的高阶矢量基函数展开.分析三维谐振腔问题,数值结果表明,方法中时... 从一阶麦克斯韦旋度方程出发,研究一种区域分解时域有限元方法——高阶间断伽辽金时域有限元方法.其中对时间的离散采用Crank-Nicolson差分格式,电场和磁场采用相同阶数的高阶矢量基函数展开.分析三维谐振腔问题,数值结果表明,方法中时间步长的选取可以摆脱CFL稳定性条件的限制;此外,与基于常用Whitney矢量基函数的方法相比,采用高阶矢量基函数可以明显地提高计算精度及计算效率. 展开更多
关键词 区域分解 间断辽金时域有限元方法 Crank-Nicolson差分 高阶矢量基函数
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探地雷达正演的间断伽辽金法影响因素分析
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作者 冯德山 刘硕 +5 位作者 王珣 丁思元 张华 苏玄 陈磊 颜照坤 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1273-1284,共12页
时域间断伽辽金(discontinuous Galerkin time-domain, DGTD)算法具有守恒性、稳定性、高精度性和间断性等优点,现已成为一种有效的探地雷达(Ground penetrating radar, GPR)正演方法.为了提高DGTD算法的计算效率和精度,作者详细分析了... 时域间断伽辽金(discontinuous Galerkin time-domain, DGTD)算法具有守恒性、稳定性、高精度性和间断性等优点,现已成为一种有效的探地雷达(Ground penetrating radar, GPR)正演方法.为了提高DGTD算法的计算效率和精度,作者详细分析了数值通量、时间离散格式、单元大小与局部基函数阶次、网格剖分方式等影响因素.数值实验表明,局部Lax-Friedrichs中τ=1/2的补偿数值通量既可以消除伪解,又可以提高计算精度;在精度相同的情况下,低存储显式Runge-Kutta方案(low-storage explicit Runge-Kutta, LSERK)的稳定性条件和低存储优势要明显优于其它两种时间离散格式,尤其是在大型复杂模型和三维正演模拟中更有优势.而提高基函数的阶次或增大网格数,均可以提高其误差的收敛性,局部基函数阶次N和单元大小d与电磁波波长λ的适用关系为d/N约等于λ/15;当单元数目大致相等时,网格剖分方式对于高阶DGTD算法的影响较小,说明DGTD算法对网格具有较好的适应性.最后,采用DGTD算法对火星乌托邦平原模型进行正演,验证了基于最优参数的DGTD算法模拟精度高,可为火星乌托邦平原GPR实测数据的解译奠定理论基础. 展开更多
关键词 探地雷达 时域间断辽金 数值通量 时间离散格式 高阶基函数
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非傅里叶热弹性的时域间断迦辽金有限元方法 被引量:5
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作者 郭攀 武文华 吴志刚 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期447-450,共4页
基于Lord--Shulman非傅里叶热弹性模型,提出了采用修正的时域间断迦辽金有限元方法(time discontin-uous Galerkin finite element method,DGFEM)求解方法.DGFEM对温度场、位移场基本未知向量及其时间导数向量在时域中分别插值;在最终... 基于Lord--Shulman非傅里叶热弹性模型,提出了采用修正的时域间断迦辽金有限元方法(time discontin-uous Galerkin finite element method,DGFEM)求解方法.DGFEM对温度场、位移场基本未知向量及其时间导数向量在时域中分别插值;在最终的求解公式中,引入了人工阻尼.数值结果显示所发展的DGFEM较好地捕捉了波的间断并消除了热冲击作用下虚假的数值振荡,能够良好地模拟热弹性问题并具有较高的精度. 展开更多
关键词 广义热弹性 时域间断辽金有限元方法 热冲击 数值振荡
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间断Galerkin有限元隐式算法GPU并行化研究
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作者 高缓钦 陈红全 +1 位作者 贾雪松 徐圣冠 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期21-33,I0001,共14页
为了提高间断伽辽金(discontinuous Galerkin,DG)有限元方法的计算效率,围绕求解Euler方程,构建了基于图形处理器(graphics processing unit,GPU)并行加速的隐式DG算法。算法结合Roe格式进行空间离散,采用人工黏性法处理激波等间断问题... 为了提高间断伽辽金(discontinuous Galerkin,DG)有限元方法的计算效率,围绕求解Euler方程,构建了基于图形处理器(graphics processing unit,GPU)并行加速的隐式DG算法。算法结合Roe格式进行空间离散,采用人工黏性法处理激波等间断问题,时间推进选用下上对称高斯-赛德尔(lower-upper symmetric Gauss-Seidel,LU-SGS)隐式格式。为了克服传统隐式格式固有的数据关联依赖问题,借助于本文提出的面向任意网格的单元着色分组技术,先给出了LUSGS隐式格式的并行化改造,使得隐式时间推进能按颜色组别依次并行,由于同一颜色组内算法已不存在数据关联,可以据此实现并行化。在此基础上,再结合DG算法局部紧致等特点,基于统一计算设备架构(compute unified device architecture,CUDA)编程模型,设计了依据单元的核函数,并构建了对应的线程与数据结构,给出了DG有限元隐式GPU并行算法。最后,发展的算法通过了多个二维和三维典型流动算例考核与性能测试,展示出隐式算法GPU加速的效果,且获得的计算结果能与现有的文献或实验数据接近。 展开更多
关键词 间断辽金方法 LU-SGS隐式格式 GPU并行化 单元着色分组 EULER方程
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水下声波传播过程的时域间断Galerkin有限元方法 被引量:2
6
作者 李瑞敏 郭攀 +2 位作者 张景飞 武文华 王飞 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期166-172,共7页
本文构建了声压波动方程的改进时域间断Galerkin有限元方法。传统时域连续有限元方法在计算高梯度、强间断特征水中声波传播问题时往往会出现虚假数值振荡现象,这些数值振荡会影响正常波动的计算精度。为了解决这一问题,本文通过引入人... 本文构建了声压波动方程的改进时域间断Galerkin有限元方法。传统时域连续有限元方法在计算高梯度、强间断特征水中声波传播问题时往往会出现虚假数值振荡现象,这些数值振荡会影响正常波动的计算精度。为了解决这一问题,本文通过引入人工阻尼的方式构建了改进的时域间断Galerkin有限元方法,并针对具有高梯度、强间断特征的多障碍物复杂边界和层合液体介质声传播问题进行了计算。计算结果表明,与传统时域连续方法如Newmark方法计算结果对比,所发展方法能较好地消除高梯度和强间断声压力波传播过程中虚假的数值振荡,具有较高的计算精度。问题的求解为进一步流固声耦合问题的研究奠定了基础。 展开更多
关键词 声波 时域间断伽辽金有限元方法 冲击 数值振荡
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Caputo型对流方程的间断伽辽金有限元方法
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作者 王震 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2022年第9期253-259,共7页
研究了一类带有初始弱正则性的时间分数阶对流方程的高精度数值逼近方法,其中时间分数阶导数是Caputo意义上的。结合时间分数阶导数的非均匀Alikhanov公式和空间方向上的间断伽辽金有限元方法给出了全离散数值格式,并分析了格式的稳定... 研究了一类带有初始弱正则性的时间分数阶对流方程的高精度数值逼近方法,其中时间分数阶导数是Caputo意义上的。结合时间分数阶导数的非均匀Alikhanov公式和空间方向上的间断伽辽金有限元方法给出了全离散数值格式,并分析了格式的稳定性、收敛性和误差估计。最后,通过数值算例验证了算法的有效性和理论精度。 展开更多
关键词 Caputo型对流方程 间断辽金方法 弱正则性 稳定性 误差估计
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二维无网格伽辽金—有限元耦合方法的研究 被引量:13
8
作者 刘天祥 刘更 徐华 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期602-607,共6页
论述无网格伽辽金方法 (element freeGalerkinmethod ,EFG)的基本原理———移动最小二乘原理 (movingleast square ,MLS)和EFG方法的位移近似函数 ,给出变分方程及离散方程。对无网格伽辽金—有限元耦合 (EFG FEcoupling)方法进行详细... 论述无网格伽辽金方法 (element freeGalerkinmethod ,EFG)的基本原理———移动最小二乘原理 (movingleast square ,MLS)和EFG方法的位移近似函数 ,给出变分方程及离散方程。对无网格伽辽金—有限元耦合 (EFG FEcoupling)方法进行详细阐述。编制相应程序 ,通过算例表明拉格朗日乘子对强制边界条件的作用及无网格伽辽金方法在权函数参数变化时的收敛特性 。 展开更多
关键词 无网格辽金方法 移动最小二乘原理 拉格朗日乘子 无网格辽金-有限元耦合
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有限元-无网格伽辽金耦合方法模拟沥青路面裂纹扩展 被引量:10
9
作者 罗辉 朱宏平 陈传尧 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1-6,共6页
基于断裂力学理论,利用无单元伽辽金-有限元耦合方法分析了沥青路面的开裂问题,研究了水平荷载、结构参数等因素的影响。结果显示,水平荷载对沥青路面Top-Down裂纹(TDC)的扩展不利,它使得裂纹尖端的应力强度因子增大,裂纹扩展路径缩短,... 基于断裂力学理论,利用无单元伽辽金-有限元耦合方法分析了沥青路面的开裂问题,研究了水平荷载、结构参数等因素的影响。结果显示,水平荷载对沥青路面Top-Down裂纹(TDC)的扩展不利,它使得裂纹尖端的应力强度因子增大,裂纹扩展路径缩短,疲劳寿命减小;交通荷载作用下,沥青面层越薄,越容易产生开裂;Ⅰ、Ⅱ型应力强度因子随着沥青面层模量、基层模量的增加而近似线性增加,裂纹的起裂角随着面层模量的增加而减小,随着基层模量的增加而增大;随着土基弹性模量的增加,Ⅰ型应力强度因子线性减小,裂纹扩展角增大。 展开更多
关键词 道路工程 沥青路面 无单元辽金-有限元耦合方法 裂纹扩展 应力强度因子
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用局部间断伽辽金有限元法分析渗流场 被引量:2
10
作者 何朝葵 速宝玉 +1 位作者 盛金昌 詹美礼 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2010年第2期21-23,共3页
把局部间断伽辽金有限元法(LDG)运用到渗流分析中,编制了LDG法渗流分析的计算程序,运用该程序对均质或非均质渗流场分布进行分析,把所得结果与解析解或一般有限元法所得结果进行比较,证明LDG法在渗流分析中是十分有效的。
关键词 间断有限元 局部间断辽金有限元 渗流
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稳定渗流分析的局部间断伽辽金有限元法 被引量:2
11
作者 何朝葵 速宝玉 盛金昌 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期206-210,共5页
针对稳定渗流分析问题的特征,依据局部间断伽辽金有限元法原理,推导出稳定渗流分析问题的局部间断迦辽金有限元法基本计算格式,并对该计算格式的有效性进行探讨.通过分析基本计算格式相应的变分形式,考虑变分形式中双线性算子的稳定性... 针对稳定渗流分析问题的特征,依据局部间断伽辽金有限元法原理,推导出稳定渗流分析问题的局部间断迦辽金有限元法基本计算格式,并对该计算格式的有效性进行探讨.通过分析基本计算格式相应的变分形式,考虑变分形式中双线性算子的稳定性及有界性,利用Lax-Milgram定理论证这一基本计算格式解的存在性、唯一性,从而证明局部间断伽辽金有限元法可以用来处理稳定渗流分析问题.通过对该格式的解进行先验误差分析,证明其近似解具有p+1阶的精度,表明相对于一般的有限元法来说,局部间断伽辽金有限元法是一种高精度的数值计算方法. 展开更多
关键词 渗流 间断有限元 局部间断辽金有限元 误差分析
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二维接触问题的无网格伽辽金-有限元耦合方法 被引量:13
12
作者 刘天祥 刘更 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期499-503,共5页
研究了二维接触问题的无网格伽辽金 -有限元耦合方法。给出了接触问题的数学模型 ,对其中的线性规划法进行深入分析 ,并将它与无网格伽辽金 -有限元耦合方法结合求解接触问题。通过编程对光滑表面圆柱体与刚性平面的弹性接触问题以及粗... 研究了二维接触问题的无网格伽辽金 -有限元耦合方法。给出了接触问题的数学模型 ,对其中的线性规划法进行深入分析 ,并将它与无网格伽辽金 -有限元耦合方法结合求解接触问题。通过编程对光滑表面圆柱体与刚性平面的弹性接触问题以及粗糙表面与刚性平面的弹性 -理想塑性接触进行求解 ,在对无网格区域相关参数研究的基础上 ,指出了用无网格伽辽金 展开更多
关键词 无网格辽金-有限元耦合方法 弹性-理想塑性接触 线性规划法
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利用时域间断伽辽金算法求解Tellegen介质中的电磁波
13
作者 黄鹏 周远国 +1 位作者 任强 王焱 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期88-94,共7页
目前,利用时域间断伽辽金方法(DGTD)求解各类介质中的电磁传播问题时,通常考虑求解普通介质本构关系的麦克斯韦方程组。然而,具有非互易性本构关系的Tellegen介质中的电磁传播非常复杂,且少有研究。基于Tellegen介质的本构关系,推导出... 目前,利用时域间断伽辽金方法(DGTD)求解各类介质中的电磁传播问题时,通常考虑求解普通介质本构关系的麦克斯韦方程组。然而,具有非互易性本构关系的Tellegen介质中的电磁传播非常复杂,且少有研究。基于Tellegen介质的本构关系,推导出了一种适用于该介质的时域间断伽辽金系统矩阵离散方案,准确模拟了平面波在Tellegen介质中的时域传播特性。利用所提出的算法,计算了空气与Tellegen介质的分层空间模型,分析了Tellegen介质对电磁波极化偏转角度的影响;同时,针对不同电磁参数的Tel-legen介质,计算了反射波与透射波的电场偏转角度,并将时域间断伽辽金方案计算的结果与文献[1]以及解析解进行了对比,验证了该方法的有效性与可行性。 展开更多
关键词 Tellegen介质 时域间断辽金方法(DGTD) 系统矩阵离散方案 瞬态传播特性
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层合压电材料冲击问题的时域间断Galerkin有限元方法求解 被引量:3
14
作者 郭攀 卫洪涛 +2 位作者 武文华 徐广涛 赵军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第24期195-200,共6页
构建了压电耦合动力学问题的时域间断Galerkin有限元方法,在此基础上针对冲击作用下压电材料耦合问题进行了数值模拟。强间断、高梯度的冲击荷载作用下,传统的时域连续Galerkin有限元方法在压电耦合动力学问题模拟时,间断的波阵面及层... 构建了压电耦合动力学问题的时域间断Galerkin有限元方法,在此基础上针对冲击作用下压电材料耦合问题进行了数值模拟。强间断、高梯度的冲击荷载作用下,传统的时域连续Galerkin有限元方法在压电耦合动力学问题模拟时,间断的波阵面及层合界面处会出现强烈的虚假数值振荡,这类振荡使得问题求解的精度大大降低。为了消除这类高频数值振荡,依据所发展的时域Galerkin有限元方法原理,在最终的有限元方法求解公式中引入了比例刚度阻尼。冲击作用下一维、二维压电动力学问题算例结果表明,所发展的时域间断Galerkin有限元方法,较好地消除了这类虚假的数值振荡,并捕捉了应力波及电势波的波前波后间断特性。 展开更多
关键词 时域间断Galerkin有限元方法 冲击荷载 层合压电材料 数值振荡
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弹性力学问题的加权Nitsche间断伽辽金有限元法 被引量:1
15
作者 王明威 张健飞 邓小蔚 《河南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第3期83-88,共6页
结合传统间断伽辽金有限元法和加权Nitsche法,将内界面上的通量计算由传统的算术平均改进为加权平均,推导了弹性力学问题的加权Nitsche间断伽辽金有限元法公式,并给出了界面稳定系数的取值公式。数值试验表明:随着单元尺寸的逐步减少,... 结合传统间断伽辽金有限元法和加权Nitsche法,将内界面上的通量计算由传统的算术平均改进为加权平均,推导了弹性力学问题的加权Nitsche间断伽辽金有限元法公式,并给出了界面稳定系数的取值公式。数值试验表明:随着单元尺寸的逐步减少,对于均质和非均质材料问题,加权Nitsche间断伽辽金有限元法的解逐步收敛于精确解。尤其是对于非均质材料问题,其稳定系数取值比传统方法更加合理和稳定,且可以避免由于稳定系数过大引起的数值不稳定问题。 展开更多
关键词 间断辽金有限元 加权Nitsche法 稳定系数 非均质材料
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间断伽辽金方法在可压缩流数值模拟中的应用研究综述 被引量:10
16
作者 吕宏强 张涛 +2 位作者 孙强 陈建伟 秦望龙 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期455-471,共17页
本文对近三十年来,国内外对于高精度数值方法研究中的热点——间断伽辽金方法在可压缩流数值模拟方面的应用研究进行了综述。首先对间断伽辽金方法的基本概念和特点作了简单介绍,然后对应用该方法解决双曲型及椭圆型问题的发展历程进行... 本文对近三十年来,国内外对于高精度数值方法研究中的热点——间断伽辽金方法在可压缩流数值模拟方面的应用研究进行了综述。首先对间断伽辽金方法的基本概念和特点作了简单介绍,然后对应用该方法解决双曲型及椭圆型问题的发展历程进行了回顾,并重点梳理了其在计算流体力学领域可压缩流数值模拟方面的应用发展以及研究现状,之后对该方法在对应的网格技术、激波捕捉方法、湍流流动模拟以及计算量需求方面目前仍然存在的研究难点和可能的发展趋势做出了总结和分析。最后给出了间断伽辽金方法在可压缩流数值模拟中的若干应用实例。 展开更多
关键词 间断辽金方法 高精度方法 计算流体力学 可压缩流 弯曲网格
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有限元与无网格伽辽金耦合法分析二相连续多孔介质 被引量:7
17
作者 张延军 王思敬 王恩志 《计算物理》 CSCD 北大核心 2003年第2期142-146,共5页
 将有限元法和无网格伽辽金法相结合,创造出一种新的数值计算方法,该法既能利用有限元法的优点,又能发挥无网格伽辽金法局部化技术的无单元特性,使其具有计算优势.推导了二相多孔介质的有限元法与无网格伽辽金法耦合的离散方法.给出了...  将有限元法和无网格伽辽金法相结合,创造出一种新的数值计算方法,该法既能利用有限元法的优点,又能发挥无网格伽辽金法局部化技术的无单元特性,使其具有计算优势.推导了二相多孔介质的有限元法与无网格伽辽金法耦合的离散方法.给出了两个算例,在计算二维固结方程时,精度较高且处理液体流量准确,是有限元法的有力补充. 展开更多
关键词 有限元 无网格辽金耦合方法 固结方程 孔隙水压力
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应用间断伽辽金方法求解二维欧拉方程 被引量:1
18
作者 郭永恒 杨永 郝海兵 《航空计算技术》 2008年第6期36-38,共3页
在二维非结构网格上,构造了规范正交基作为测试函数,应用不同精度的间断伽辽金方法(DGM)数值求解二维Euler方程,其中数值通量项采用Lax-Friedrichs格式计算。通过对绕NA-CA0012翼型的跨音速流场的数值模拟,分析了该方法在捕捉间断解方... 在二维非结构网格上,构造了规范正交基作为测试函数,应用不同精度的间断伽辽金方法(DGM)数值求解二维Euler方程,其中数值通量项采用Lax-Friedrichs格式计算。通过对绕NA-CA0012翼型的跨音速流场的数值模拟,分析了该方法在捕捉间断解方面的特性;同时借鉴有限体积法(FVM)中的一些技术,对求解方案进行了优化。把间断伽辽金方法和有限体积法计算的结果进行比较,认为前者能够更好地处理间断解问题。 展开更多
关键词 规范正交基 EULER方程 间断辽金方法(DGM) Lax—Friedrichs格式
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基于混合重构高阶间断伽辽金方法的二维层流和湍流数值模拟 被引量:1
19
作者 熊为 张卫国 +2 位作者 丁珏 杨小权 翁培奋 《上海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期608-620,共13页
为了提高间断伽辽金方法的计算效率,解决least-squares重构方法无法满足2-exact的缺陷,发展了基于recovery重构和least-squares重构相结合的三阶混合重构方法,用于求解可压缩层流和湍流流动.将Navier-Stokes方程和修正的一方程Negative ... 为了提高间断伽辽金方法的计算效率,解决least-squares重构方法无法满足2-exact的缺陷,发展了基于recovery重构和least-squares重构相结合的三阶混合重构方法,用于求解可压缩层流和湍流流动.将Navier-Stokes方程和修正的一方程Negative Spalart-Allmaras模型方程耦合成为系统方程,采用三阶重构间断伽辽金方法进行求解.时间推进采用基于半解析精确Jacobian矩阵的上-下对称高斯赛德尔格式(lower-upper symmetric Gauss-Seidel scheme,LU-SGS)预处理广义极小剩余(generalized minimal residual,GMRES)方法和四阶隐式Runge-Kutta方法;空间对流项离散采用Haten-Lax-van Leer接触(Haten-Lax-van Leer contact,HLLC)格式;黏性项离散采用第二Bassi-Rebay(second Bassi-Rebay,BR2)格式,并对BR2局部和全局提升算子开展三阶重构,达到提高计算精度的目的.通过典型算例验证了发展rDGP_(1)P_(2)方法的准确性和计算效率.研究结果表明:重构的rDGP_(1)P_(2)方法不仅具有较高的计算精度,而且还具有较高的计算效率. 展开更多
关键词 高阶精度 间断辽金方法 混合重构 第二Bassi-Rebay(second Bassi-Rebay BR2)格式
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可压缩两相流固耦合模型的间断Galerkin有限元方法 被引量:1
20
作者 马天然 沈伟军 +1 位作者 刘卫群 Xu Hao 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2235-2245,共11页
认识多孔介质内多相流动和固体变形耦合特征是地下资源开发利用的关键问题.针对这一问题,首先建立了考虑毛细压力和重力作用的可压缩两相渗流与孔隙介质变形耦合方程.在此基础上,推导了流体方程的非对称内罚Galerkin弱形式和固体变形方... 认识多孔介质内多相流动和固体变形耦合特征是地下资源开发利用的关键问题.针对这一问题,首先建立了考虑毛细压力和重力作用的可压缩两相渗流与孔隙介质变形耦合方程.在此基础上,推导了流体方程的非对称内罚Galerkin弱形式和固体变形方程的非完全内罚Galerkin弱形式.其次,通过对比一维Terzaghi固结问题的理论解和数值解,验证了间断Galerkin方法在计算流固耦合问题方面的可行性和准确性.然后,针对性开展了二维平面算例和考虑重力效应作用的三维算例,分析了加罚因子δs和δf对数值结果的影响.结果表明,随着气体的持续注入,气体饱和度和孔压增加,有效应力降低,继而引发多孔介质膨胀变形;气体在重力影响下上浮聚集于顶部边界;δs和δf的降低会导致流体和力学信息在局部出现不同程度的波动,提高加罚因子可以有效抑制有限元函数在跨越单元时的不连续性. 展开更多
关键词 两相流 固体变形 流固耦合 加罚因子 数值模拟 间断辽金有限元
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