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基于间断有限元方法的紧致限制器研究

任晓栋 , 顾春伟

工程热物理学报

高精度数值方法在求解对流-扩散问题时一般会在解的间断处引入非物理数值振荡并导致求解不稳定.为了抑制间断解附近的非物理振荡,本文开发了一种适用于任意网格的紧致限制器.该限制器通过局部线性重构估计数值解的局部最大值和最小值,并将单元节点值限制在该范围内,抑制非物理振荡并保证数值稳定性.通过现今常用的分层限制思想,可将该限制器推广到任意高次多项式近似情况.文中基于间断有限元方法对该限制器进行了阐述,并通过一些典型算例对该限制器进行了验证,结果表明,该限制器具有紧致、保持空间精度和有效抑制非物理振荡的优点.

关键词: 间断有限元 , 紧致 , 限制器 , Taylor基函数 , 非结构网格

基于非结构网格间断有限元方法在可压缩流体中的应用

任晓栋 , 顾春伟

工程热物理学报

本文开发了一套基于非结构网格的间断有限元方法(DG)程序,并对与单元形状无关的斜率限制器进行了研究。此程序支持多种网格类型,能够方便应用于具有混合单元的非结构网格,具有处理复杂几何结构的能力,为研究叶轮机械内部复杂流动现象提供了有效的研究工具。本文利用该程序对若干典型无黏和黏性问题进行数值模拟,结果表明,该程序具有较高的可信度,能够处理具有混合单元的非结构网格,并给出良好的数值模拟结果。

关键词: 间断有限元 , 混合非结构网格 , 斜率限制器 , Taylor基函数 , 可压缩流动

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