利用解耦算法求解不可压缩流体(Navier-Stokes方程)和多孔介质流体(Darcy方程)的耦合问题是计算流体力学中的一个重大课题。直接数值求解耦合问题存在求解规模巨大、多模型混合、交界面处理复杂、计算资源有限等难点。 解耦算法是通过恰当方式解除耦合问题在交界面上的耦合限制,进而将其分离成两个相对独立的Navier-Stokes和Darcy问题并分别求解,以达到降低计算规模、提高计算效率并充分利用已有算法程序资源的目的。 针对非稳态Navier-Stokes/Darcy耦和问题,进行时空全离散时,利用在每个时间层上显式处理交界面上耦合项信息以达到解耦目的。结合不同的时间离散格式构造不同的解耦算法,并从理论上分析其各自的稳定性和收敛性。同时,通过数值实验,验证算法的高效性和可行性。
英文主题词Decoupling method;coupling problem;error estimate;stability;parallel computation