Mathematical Sciences: Entropy-Controlled Adaptive Finite Element Simulations of Compressible Gas Flow
Mathematical Sciences: Entropy-Controlled Adaptive Finite Element Simulations of Compressible Gas Flow
批准号:
9414480
负责人:
Leszek Demkowicz
金额:
$7.5万
依托单位国家:
美国
项目类别:
Standard Grant
财政年份:
1995
资助国家:
美国
项目状态:
已结题
起止时间:
1995-05-01 至 1998-04-30
中文摘要
所提出的工作的主要思想包括在使用离散形式的熵平衡方程作为控制的最佳量的人工耗散有限元(FE)可压缩气体模拟的基本原理。 熵控制可以被重新解释为一个非线性的稳定性估计的所谓的修正熵函数。 初步结果包括实际验证所提出的想法,使用泰勒-伽辽金离散化的时间方法结合人工粘度模型提出的休斯和约翰逊,所有的上下文中的h-自适应线性有限元。所得数值结果证实,熵控制确实可以提供一个基础,在FE离散的稳定性和高阶分辨率之间的仔细平衡。 建议的调查包括:一个研究的局部熵控制(在迄今为止获得的结果,只有一个全球性的稳定性得到保证),其他时间离散化方法和人工耗散模型的研究,并扩展到高阶空间approxima。 所提出的工作涉及超声速粘性和无粘流动,可压缩的Navier-Stokes和Euler方程建模。 可能的应用包括整个飞机或其一部分周围的流动建模,以及主要与燃烧问题(发动机)相关的内部流动。 所描述的研究应有助于更好地理解熵函数在可压缩气体模拟的全局和局部稳定性中的基本作用。基于熵控制,一个内部的机制,控制稳定性应内置到现有的有限元代码,从而在一个新的,可靠的和强大的近似类。
英文摘要
The principal idea of the proposed work consists in using a discrete form of the entropy balance equation as a rationale for controlling the optimal amount of artificial dissipation in Finite Element (FE) compressible gas simulations. The entropy control can be reinterpreted as a nonlinear stability estimate in terms of the so-called modified entropy function. Preliminary results include a practical verification of the proposed ideas, using the Taylor-Galerkin discretization in time method combined with an artificial viscosity model proposed by Hughes and Johnson, all in the context of h-adaptive linear finite elements. The obtained numerical results confirm that the entropy control indeed may provide a basis for the careful balance between stability and higher-order resolution in FE discretizations. The proposed investigations include: a study of a local entropy control (in the results obtained so far, only a global stability was ensured), a study of other time discretization methods and artificial dissipation models, and extensions to higher order spatial approxima tions. The proposed work deals with the supersonic viscous and inviscid flows, modeled by compressible Navier-Stokes and Euler equations. Possible applications include modeling of flows around a complete aircraft or part of it, and internal flows related mostly to combustion problems (engines). The described research should contribute to a better understanding of the fundamental role of the entropy function in global and local stability of compressible gas simulations. Based on the entropy control, an internal mechanism for controlling stability should be built into the existing FE codes, resulting in a new, reliable and powerful class of approximations.
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会议论文
FRG: Collaborative Research: Variationally Stable Neural Networks for Simulation, Learning, and Experimental Design of Complex Physical Systems
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批准号:2245147
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项目类别:Continuing Grant
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资助金额:$30.0万
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财政年份:2023
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负责人:Leszek Demkowicz
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依托单位:
Elements:Software A Scalable Open-Source hp-Adaptive FE Software for Complex Multiphysics Applications
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批准号:2103524
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$58.98万
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财政年份:2021
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负责人:Leszek Demkowicz
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依托单位:
The Discontinuous Petrov Galerkin Method with Optimal Test Functions for Compressible Flows and Ductile-to-Brittle Phase Transitions
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批准号:1819101
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$25.0万
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财政年份:2018
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负责人:Leszek Demkowicz
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依托单位:
Discontinuous Petrov Galerkin (DPG) Method with Optimal Test Functions. Space-Time Formulations and Elements of Irregular Shapes
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批准号:1418822
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$23.5万
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财政年份:2014
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负责人:Leszek Demkowicz
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依托单位:
A Request for Support for Students to Attend the Eighth US National Congress on Computational Mechanics
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批准号:0508603
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$3.0万
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财政年份:2005
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负责人:Leszek Demkowicz
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依托单位:
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Handbook of the Mathematics of the Arts and Sciences的中文翻译
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批准号:12226504
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项目类别:数学天元基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2022
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负责人:黄朝凌
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依托单位:
SCIENCE CHINA: Earth Sciences
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批准号:41224003
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2012
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负责人:魏建晶
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依托单位:
Journal of Environmental Sciences
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批准号:21224005
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2012
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负责人:冯庆彩
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依托单位:
SCIENCE CHINA Information Sciences
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批准号:61224002
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2012
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负责人:宋扉
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依托单位:
SCIENCE CHINA Technological Sciences
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批准号:51224001
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2012
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负责人:安梅
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依托单位:
SCIENCE CHINA Life Sciences (中国科学 生命科学)
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批准号:81024803
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2010
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负责人:李纪元
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依托单位:
Journal of Environmental Sciences
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批准号:21024806
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2010
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负责人:冯庆彩
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依托单位:
SCIENCE CHINA Earth Sciences(中国科学:地球科学)
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批准号:41024801
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2010
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负责人:魏建晶
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依托单位:
SCIENCE CHINA Technological Sciences
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批准号:51024803
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2010
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负责人:安梅
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依托单位: