由四阶项稳定的负粘度

计算科学 pde 有限元 流体动力学 Python 数值分析
2021-11-25 08:28:23

我正在尝试解决粘度为负的“Navier-Stokes”型问题。当然,这会使方程不稳定,因此我添加了一个四阶项,因此整个方程变为:

dvdt+(v)v=p+ν12vν24v
ν1<0,ν2>0.

现在四阶项应该稳定具有负粘度的解——我可以通过稳定性分析来证明这一点——但我无法用数值求解。我正在使用有限元代码 Fenics。

我能够解决系统ν1>0,ν2=0使用简单的 Picard 技术,参见例如http://fenicsproject.org/documentation/dolfin/dev/python/demo/pde/navier-stokes/python/documentation.html

但是,我无法使系统在负粘度下保持稳定。我相信这是我的有限元方法的问题,但我不知道如何解决它。

根据评论进行编辑:我的实现是通过 fenics 完成的。我已经尝试过 Lagrange 和 CG 空间。我只做了非常简单的实现。我已经尝试对上一个时间步的解决方案进行四阶导数。我也尝试过两次部分集成。

稳定是指场发散。速度场很快变得无限 - 就像它会ν2设置为零。它基本上表现为具有负粘度且不被四阶项稳定的 Navier Stokes 系统。

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