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高黏性流动有限元模拟的迭代稳定分步算法
  • ISSN号:0459-1879
  • 期刊名称:《力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O241.82[理学—计算数学;理学—数学] O357.1[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,大连116023
  • 相关基金:国家自然科学基金(10272027,10590354,50278012)和973(2002CB412709)资助项目.
中文摘要:

分步算法已被广泛应用于数值求解不可压缩N—S方程。Guermoad等认为时间步长必须大于某个临界值方能使算法稳定。然而在高黏性流动模拟中,已有的显式和半隐式分步算泫由于其显式本质,必须采用小时间步长计算,不但降低了计算效率,同时也常与为使分步算泫稳定必须满足的最小时间步长要求冲突。本文目的是构造一种含迭代格式的分步算法,它能在保证精度的前提下大幅度地增大时间步长.方腔流和平面Poisseuille流数值计算结果证实了此特点,该方法被有效应用于充填流动过程的数值模拟。

英文摘要:

Stabilized fractional step algorithm has been widely accepted for numerical solution of the incompressible N-S equations. Based on Guermond's works, the stability of the fractional step algorithm requires that the time step size should be larger than a critical value. However, in modeling of high-viscosity fluid flows, existing explicit and semi-implicit versions of the algorithm require to use smaller time step sizes due to their explicit nature, which reduces the efficiency of the numerical solution procedure and very often conflicts with the minimum time step size requirement presented to ensure the stability of the fractional step algorithm. The purpose of this paper is to present a modified version of the fractional step algorithm, which allows much larger time step sizes than those for the preceding ones. The method is based on introducing an iteration algorithm. Numerical experiments in the cavity flow and the plane Poisseuille flow problems demonstrate the improved performance of the proposed modified version of the fractional step algorithm, which is further successfully applied to numerical simulation of the polymer injection molding process with high efficiency.

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期刊信息
  • 《力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国力学学会 中国科学院力学研究所
  • 主编:魏悦广
  • 地址:北京市海淀区北四环西路15号中科院力学所内《力学学报》
  • 邮编:100190
  • 邮箱:lxxb@cstam.org.cn
  • 电话:010-62536271
  • 国际标准刊号:ISSN:0459-1879
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2062/O3
  • 邮发代号:2-814
  • 获奖情况:
  • 1992年首届自然科技期刊一等奖,1996年国家自然科技期刊二等奖,2000年首届国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:13332