改进的物理粘性SPH方法及其在溃坝问题中的应用

在低雷诺数物理粘性SPH方法基础上引入再生核粒子法进行密度重构,既避免了用人工粘性所导致的数值耗散问题,又提高了低雷诺数物理粘性SPH方法的数值稳定性;以溃坝问题为例,对比分析低雷诺数物理粘性SPH方法和本文方法的仿真结果表明,本文方法可有效消除数值不稳定,压强和速度分布更加光滑,粒子秩序更好,可应用于雷诺数较高或粘性不可忽略的流动问题.

高阶WENO格式数值粘性对模拟R-T不稳定性的影响

利用3、5、7和9阶精度WENO格式求解二维无量纲Euler和Navier-Stokes方程对可压缩流体中的Rayleigh-Tay-lor不稳定性进行了数值模拟.通过研究该不稳定性后期激发出的Kelvin-Helmholtz不稳定性的强弱,详细分析了数值粘性和物理粘性对数值解的影响.计算结果表明,无粘情况下,格式精度和网格数量决定了数值流场的细微结构,高精度密网格得到的数值解通常是非物理的;有粘情况下,当格式固有的数值粘性远小于物理粘性时,所得到的数值解一般是可信的.

粘性机制下一类熵相容格式的对比研究

研究了一种人工和物理耗散机制下的离散熵相容格式,探讨数值粘性和物理粘性的大小以及它们所起的作用.所得结论是:在激波捕捉的过程中,粘性系数越大,则无需加入人工粘性项;粘性系数较小时,除了物理粘性项,还需要加入人工粘性项来得到熵相容格式.首先研究了一维粘性Burgers方程离散熵相容格式,再将其推广至Navier-Stokes方程.数值算例采用空间半离散格式,并结合显式三步三阶Runge-Kutta(RK3)方法进行时间推进.这两类方程的数值结果表明,最终选取的熵相容格式能够准确地捕捉到激波.