A new class of fractional step techniques for the incompressible Navier–Stokes equations using direction splitting

A new direction-splitting-based fractional time stepping is introduced for solving the incompressible Navier–Stokes equations. The main originality of the method is that the pressure correction is computed by solving a sequence of one-dimensional elliptic problems in each spatial direction. The method is very simple to program in parallel, very fast, and has exactly the same stability and convergence properties as the Poisson-based pressure-correction technique, either in standard or rotational form.

RésuméNous proposons une nouvelle famille d'algorithmes à pas fractionnaires basés sur la technique des directions alternées pour la résolution des équations de Navier–Stokes. Chaque étape de l'algorithme consiste à résoudre une série de problèmes uni-dimensionels. On démontre que la méthode est unconditionellement stable et convergente.