کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6931803 867708 2015 16 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
An iteration free backward semi-Lagrangian scheme for solving incompressible Navier-Stokes equations
ترجمه فارسی عنوان
یک طرح نیمه لاگرانژی عقب به عقب تکرار برای حل معادلات ناویر-استوکس غیر متراکم
ترجمه چکیده
روش نیمه لاگرانژ عقب مانده بر اساس روش اصلاح خطا برای حل معادلات ناویر-استوکس غیر متراکم طراحی شده است. مشتق زمان معادله استوکس با فرمول تمایز عقب دوم متفاوت است. برای معادله استوکس ثابت شده، یک روش پیش بینی برای تقسیم آن به سرعت و فشار استفاده می شود. تفاوت های محدودی چهارم برای مشتقات جزئی به مشکلات ارزش مرزی برای سرعت و فشار استفاده می شود. همچنین، سیستم های خطی محدود برای معادلات پوآسون و معادلات هلمولتز با تکنیک ماتریس-دیاناسیون حل می شوند. برای منحنی های مشخصی که مسائل مربوط به ارزش اولیه خود به خودی خود بسیار غیرخطی را رد می کنند، نقاط خروج با یک استراتژی اصلاح خطا حل می شود که همگرایی زمانی دو مرتبه دارد. الگوریتم ساخته شده به طور کامل آزاد است. به طور خاص، الگوریتم پیشنهاد شده رفتار خوبی از کل انرژی صرفه جویی در مقایسه با روش های موجود دارد. برای ارزیابی اثربخشی روش، مشکلات حفره دو بعدی با ریزش با رینولدز های مختلف حل شده اند. برای بررسی کارایی الگوریتم، جریان دو بعدی لایه برشی نیز استفاده می شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
چکیده انگلیسی
A backward semi-Lagrangian method based on the error correction method is designed to solve incompressible Navier-Stokes equations. The time derivative of the Stokes equation is discretized with the second order backward differentiation formula. For the induced steady Stokes equation, a projection method is used to split it into velocity and pressure. Fourth-order finite differences for partial derivatives are used to the boundary value problems for the velocity and the pressure. Also, finite linear systems for Poisson equations and Helmholtz equations are solved with a matrix-diagonalization technique. For characteristic curves satisfying highly nonlinear self-consistent initial value problems, the departure points are solved with an error correction strategy having a temporal convergence of order two. The constructed algorithm turns out to be completely iteration free. In particular, the suggested algorithm possesses a good behavior of the total energy conservation compared to existing methods. To assess the effectiveness of the method, two-dimensional lid-driven cavity problems with large different Reynolds numbers are solved. The doubly periodic shear layer flows are also used to assess the efficiency of the algorithm.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Computational Physics - Volume 283, 15 February 2015, Pages 189-204
نویسندگان
, , , ,