有没有办法更好地猜测耦合到 CFD 的 ODE 的初始条件作为边界条件?

计算科学 流体动力学
2021-12-09 15:24:14

我正在对非结构化网格中的血流进行 CFD 模拟。我在出口处的边界条件称为三元 Windkessel,它基本上通过求解这个 ODE 来计算压力:

R2CdPdt+P(t)=CR1R2dQdt+(R1+R2)Q(t)

其中是出口压力,是出口流量,是已知常数。我的初始条件是:我将此 ODE 离散化为:P(t)Q(t)R1R2CP(0)=0

Pt+Δt=12Δt+R2C(R2CPtΔt+2CR1R2(QtQtΔt)+2(R1+R2)ΔtQt)

我的问题是,因为我的初始条件设置为,需要很长时间才能达到循环稳定性(我的通量由于心跳是周期性的),这在计算上非常昂贵,甚至我无法达到. 有什么方法可以更好地猜测初始条件,以确保我可以更快地达到循环稳定性?P(0)=0

1个回答

可以在这里使用集成,而不是解决 ODE。

让我们以对分析更有用的形式重写方程,

ddtW+νW=Q(t)C,

其中 ,W=PR1Qν=1C2R

现在,使用积分因子,并将方程乘以然后就变成了u(t)=exp(νt)u(t)

ddt(uW)=uQC

因此我们有的解决方案,W

W=1Cexp(νt)0texp(νt)Q(t)dt,

因此,通过使用可用的时间历史并采用数值积分我们确定,然后被找到为Q(t)W(t)P(t)W(t)+R1Q(t)