基于动理学思想的极端条件多介质流动高精度ALE方法
结题报告
批准号:
11901044
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
22.0 万元
负责人:
李诗一
学科分类:
A0504.微分方程数值解
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
数值模拟极端条件(高温、高压、高密度比)下的多介质流动问题一直是计算流体力学的研究要点和难点。高效捕捉清晰物质界面、耦合一般状态方程,对数值离散格式以及界面模型的分辨率与稳健性提出了很高的要求。本项目将基于气体动理学方法发展高效、稳健的单步时空一致高精度格式,基于动理学思想建立适合一般状态方程的清晰物质界面模型,并应用于ALE框架,最终发展适合极端条件多介质流动、兼具高精度与强稳健性的高效模拟方法。
英文摘要
Numerical simulations of multi-fluid flows under extreme conditions (high temperature, pressure and density ratio) have long been the most topic and difficulty in CFD. To capture the interface clearly and couple the generalized equation of state efficiently presents high demand on accurate and robust numerical scheme and interface model. In this work, an efficient and robust one-step scheme with high accuracy both in space and time will be develop based on the gas-kinetic scheme. A no-mixed interface model suitable for the generalized equation of state is also to be established from the kinetic method. Together with the ALE framework, an efficient numerical method combining both high accuracy and strong robustness for multi-fluid flows under extreme conditions will be developed.
数值模拟极端条件(高温、高压、高密度比)下的多介质流动问题一直是计算流体力学的研究要点和难点。不断提高的精密化模拟需求,对数值离散格式的计算效率和稳健性提出了很高的要求。.本项目基于气体动理学方法发展了高效、稳健的单步时空一致高精度格式。对比常用的Runge-Kutta多步算法,新算法的效率提升了至少一个量级。基于扩散界面方法,将时空一致单步高精度格式拓展到了求解多介质流动扩展欧拉方程,设计了满足物质界面无压力振荡的多介质流动单步高精度格式。在物质界面附近引入新设计的高分辨率算法,最终获得了适合极端条件多介质流动、兼具高精度和高分辨率的数值算法。新算法已经开始着手推广至ALE框架,并已成功应用于国防科研相关领域的实际工程计算平台。
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An efficient high-order gas-kinetic scheme (I): Euler equations
一种高效的高阶气体动力学方案(一):欧拉方程
DOI:10.1016/j.jcp.2020.109488
发表时间:2019-09
期刊:Journal of Computational Physics
影响因子:4.1
作者:Shiyi Li;Yibing Chen;Song Jiang
通讯作者:Song Jiang
A Quasi-Conservative Discontinuous Galerkin Method for Multi-component Flows Using the Non-oscillatory Kinetic Flux II: ALE Framework
使用非振荡动能通量 II 的多组分流准保守不连续伽辽金方法:ALE 框架
DOI:10.1007/s10915-021-01732-4
发表时间:2021-12
期刊:Journal of Scientific Computing
影响因子:2.5
作者:Dongmi Luo;Shiyi Li;Weizhang Huang;Jianxian Qiu;Yibing Chen
通讯作者:Yibing Chen
A compact and efficient high-order gas-kinetic scheme
紧凑高效的高阶气体动力学方案
DOI:10.1016/j.jcp.2021.110661
发表时间:2021-08
期刊:Journal of Computational Physics
影响因子:4.1
作者:Shiyi Li;Dongmi Luo;Jianxian Qiu;Yibing Chen
通讯作者:Yibing Chen
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