基于高阶间断伽辽金数值方法的浸没边界法

为了降低复杂边界条件下贴体网格生成难度,近年来基于笛卡尔网格的浸没边界法逐渐成为研究此类问题的主要数值方法之一,然而计算精度和计算效率仍然是此类方法目前面临的挑战。与传统的空间2阶精度的有限体积格式相比,空间精度为3阶或3阶以上的高精度方法具有空间精度高、数值分辨率高、数值耗散小的优点,而作为高精度数值方法之一的间断伽辽金方法在浸没边界方面的应用仍较少。本文将高阶间断伽辽金方法的高精度优势与浸没边界法无需贴体网格的优势结合起来,提出了适用于可压缩流动的高精度浸没边界法。其中边界条件采用体积惩罚方式实现,同时采用牛顿法迭代以及MPI并行提高计算效率,物面的数据重建采用插值点处的逆距离权重(IDW-IP)方法代替高阶格式下多项式插值方法。本文基于笛卡尔网格测试验证了二维定常和非定常情况下的数值模拟效果,并与传统贴体网格的计算结果进行了对比。