是否有不可压缩流代码的一维测试用例?

计算科学 算法 流体动力学 测试
2021-11-29 20:10:59

有用于可压缩流码的准一维 CD 喷嘴测试用例,例如“有没有用于不可压缩流码的一维测试用例?”

2个回答

以 Bill Barth 的评论为基础,这里确实没有任何深度。您要解决的方程是: 现在,立即意味着没有空间依赖性,所以我们可以写,对于一些时间依赖性函数然后动量方程简化为 综合它,我们得到 其中是时间的另一个函数。(请注意,

ut+uux=1ρpx+νuxxux=0
ux=0uu=f(t)f:RR
f(t)=1ρpx(x,t).
p=ρxf(t)+g(t),
g:RRg与系统的动力学无关,因为仅依赖于的空间导数。)p

此时,解空间很小且无趣,我们甚至还没有应用边界条件。上的齐次狄利克雷边界条件意味着是唯一的解。即使是周期性边界条件,通过要求是周期性的,也会导致的条件,因此对于某个常数uu0pf(t)0uCC

简而言之,您要寻找的东西根本不存在。

假设您感兴趣的系统不是双曲线的(浅水方程模拟不可压缩流体的流动但仍然是双曲线的),以下可以作为代码验证的测试用例。(尽管它们都不是纯粹的 1d)

1)根据Bill Barth的建议,Couette和Poiseuille流问题是标准测试用例

2)平板上均匀流动,可解决发展层流边界层。它的行为由完善的 Blasius 解决方案给出。

(为什么没有大量可用的一维问题的原因可能如下:

在双曲线系统中,一维测试/基准测试问题很多。原因是波的形成和传播是双曲线系统中更占主导地位的现象。冲击和接触可以作为一维现象进行分析(在某些二维问题中,这些可以转换为一维然后求解)。但在不可压缩流动中,不会发生纯一维现象)