关于理解几何守恒定律的几个问题

计算科学 有限元 流体动力学 有限体积 离散化
2021-12-21 04:19:12

我想知道是否有人可以帮助理解移动域的几何守恒定律。我遇到了Link1,并试图理解 Farhat 等人Link2的论文。

到目前为止,我的理解是要考虑的两件事是 1)用于积分通量项的单元区域对应的时间步长;2)评估网格速度(最后,对于均匀流动情况,ALE 方程也必须满足。x˙

该文件将 GCL 法律规定为:

Aixn+1Aixn=tntn+1Ci(x)x˙ndσdt

其中是指细胞面积,是指被通量扫过的细胞面积,t 是时间,x 是当前配置的空间坐标,我认为是指积分对应的表面积ACσC

我有几个问题非常感谢您的帮助:

1)什么是一维C是指单元格或区域的长度,在1D中设置为1。C

2) 在论文中(就在等式 16 之前),对于均匀流,它将在不同时间步长求解的变量设置为彼此相等。这不是稳定流量的定义吗?

3)最后,有没有一种方法可以确定一组一维数值结果是否服从 GCL,而无需实际通过方程。例如,我的理解是结果应该保持独立于移动域,所以如果我比较使用 =0 和获得的结果并表明它们不一样?x˙x˙0

如果有任何关于 GCL 的更简单的论文或示例,请告诉我。

先感谢您。

1个回答

1) 在 3D 中,C 是扫描体积,在 2D 中是扫描面积,在 1D 中是扫描长度,即之间的单元长度变化。tntn+1

2)均匀流动是稳定的,网格变形的事实意味着模拟是不稳定的,但如果满足GCL,那么流动本身不应该改变。

3) 是的,这就足够了。

据我所知,介绍扫掠体积概念的第一篇(也是最简单的)论文是Demirdzic 和 Peric,1988 年针对不可压缩流动和有限体积。它似乎后来在可压缩流和有限元的背景下被重新发明了。

Etienne ea 2009中,您会发现一个很好的概述。他们介绍了 3 个级别的 GCL 合规性:无流动的精确解、均匀流动的精确解以及固定和变形网格上的相同网格/时间步长收敛速度。制造的解决方案用于验证代码是否符合要求。