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基于界面捕捉的三维多介质辐射流体力学方程MMALE计算方法

郭少冬, 贾祖朋, 熊俊, 周海兵

计算物理 2018, 35 (2): 127-137. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7599

摘要（582）

HTML （5）

PDF （6612KB）（1686）

针对界面重构产生的混合介质网格，建立基于能量守恒的子网格封闭模型，给出基于混合介质网格上的三维扩散方程求解方法.在此基础上，结合界面重构和流体力学方程MMALE （multi-material arbitrary Lagrangian-Eulerian）算法，给出一种针对三维辐射流体力学的MMALE计算方法.采用解析解算例，验证算法的正确性和精度.通过对典型辐射驱动问题的模拟，展示方法的健壮性.

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一种基于MOF界面重构的二维中心型MMALE方法

贾祖朋, 孙宇涛

计算物理 2016, 33 (5): 523-538.

摘要（497）

HTML （2）

PDF （12868KB）（1185）

发展了一种基于MOF（Moment of Fluid）界面重构的二维中心型MMALE（Multi-Material Arbitrary Lagrangian-Eulerian）方法.其中，流体力学方程组采用中心型拉氏方法进行离散求解.混合网格的热力学封闭采用Tipton压力松弛模型.混合网格内的界面重构采用MOF方法，并对MOF方法作了简化和改进.重映步采用一种基于多边形剪裁算法的精确积分守恒重映方法.计算了若干数值例子，包括二维漩涡发展问题、Sedov问题、激波与氦气泡相互作用问题、水中强激波与空气泡相互作用问题、二维RT不稳定性问题等.数值算例表明，该方法具有二阶精度，能够计算界面两侧密度比和压力比很大的问题，并且其健壮性优于交错型MMALE方法，适合计算多介质复杂流体动力学问题.

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基于特征理论的二维可压缩流动的二阶拉氏算法

孙宇涛, 贾祖朋, 于明, 任玉新

计算物理 2012, 29 (6): 791-798.

摘要（366）

PDF （743KB）（1351）

提出一种求解二维拉氏可压缩流体力学方程的中心型二阶精度有限体积方法.利用特征理论构造网格节点处的局部近似演化算子,算子用来求解网格节点处的速度及压力,利用这些物理量更新节点位置及计算网格界面通量.通过结合一定的重构方案,该方法达到时、空二阶精度,并且形式简单、计算量小,适用于结构网格与非结构网格.典型数值实验表明,本文格式具有良好的收敛性、对称性及鲁棒性,且能自然地求解多物质流动问题.

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基于MOF界面重构的多物质ALE方法

贾祖朋

计算物理 2010, 27 (3): 353-360.

摘要（307）

PDF （422KB）（1167）

提出一种基于MOF(Moment-of-Fluid)界面重构的多物质ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)方法.流体力学方程组采用相容有限元方法进行空间离散.提出一种新的二维子网格力学模型,用来计算混合网格中的物理量经过一个拉氏步后发生的变化,混合网格内的界面重构采用MOF方法.提出一种精确积分守恒重映方法.给出数值算例,如空气和水的Riemann问题,Dukowicz问题,水中强激波与空气泡相互作用问题等.结果表明,方法具有较高的精度,能够处理物质界面和网格的大变形问题.

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三维笛卡儿坐标系中Lagrange流体力学的显式相容有限元方法(英文)

贾祖朋, 蔚喜军, 赵桂萍

计算物理 2009, 26 (5): 671-678.

摘要（325）

PDF （379KB）（1057）

将Caramana等人提出的相容算法思想和有限元方法相结合,提出三维笛卡儿坐标系中Lagrange流体力学的显式相容有限元方法.采用三线性六面体单元和交错网格进行空间离散,利用质量集中进行显式求解,无需求解线性代数方程组.时间离散可采用两步显式Runge-Kutta格式.用边人工粘性消除激波振荡,用子网格扰动压力抑制网格的非物理变形.给出若干标准算例.数值算例表明,该方法具有较高的计算精度和计算效率,同时具有很好的对称性和总能量守恒性,总能量计算误差为计算机浮点计算截断误差.

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基于近似Riemann解的有限体积ALE方法

贾祖朋, 蔚喜军

计算物理 2007, 24 (5): 543-549.

摘要（358）

PDF （263KB）（1323）

研究二维平面坐标系和二维轴对称坐标系中四边形网格上可压缩流体力学的有限体积ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian)方法.数值方法采用节点中心有限体积法,数值通量采用适用于任意状态方程的HLLC(Harten-Lax-Van Leer-Collela)通量.空间二阶精度通过用WENO(weighted essentially non-oscillatory)方法对原始变量进行重构获得,时间离散采用两步显式Runge-Kutta格式.数值例子显示,方法具有良好的激波分辨能力和高精度的数值逼近能力.

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