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基于有限差分-谱方法的分数阶Burgers流体的非稳态驻点流动
1
作者
白羽
王欣
+1 位作者
张艳
刘春燕
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期458-466,共9页
研究了分数阶Burgers流体通过拉伸平板的非稳态驻点流动问题。将分数阶导数引入Burgers流体模型可以更好地模拟流动过程,但也增加了模型的复杂性和求解难度。首次运用有限差分-谱方法求解分数阶Burgers流体模型,离散格式构造简单有效。...
研究了分数阶Burgers流体通过拉伸平板的非稳态驻点流动问题。将分数阶导数引入Burgers流体模型可以更好地模拟流动过程,但也增加了模型的复杂性和求解难度。首次运用有限差分-谱方法求解分数阶Burgers流体模型,离散格式构造简单有效。采用谱方法对控制方程中的空间项进行离散,利用有限差分方法分别结合L-1和L-2算法离散控制方程中的时间项,给出了两种离散格式,并且通过构造数值算例证明了离散格式的收敛性。结果表明,在靠近平板处,速度随着分数阶导数的增加而减小,而无穷远处的流体速度呈现出相反的趋势,体现了分数阶导数的记忆特性。此外,雷诺数越小,流体的粘度越大,导致流体速度越大。由于松弛时间参数的松弛特性,靠近平板处松弛时间参数对速度分布有抑制作用,远离平板处松弛时间促进流体流动。
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关键词
非稳态
驻点流
分数阶Burgers流体
L
-
2算法
有限差分-谱方法
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职称材料
题名
基于有限差分-谱方法的分数阶Burgers流体的非稳态驻点流动
1
作者
白羽
王欣
张艳
刘春燕
机构
北京建筑大学理学院
建筑结构与环境修复功能材料北京市重点实验室
出处
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期458-466,共9页
基金
国家自然科学基金(21878018)
北京市自然科学基金和北京市教育委员会联合资助项目(KZ201810016018)
北京建筑大学青年教师科研能力提升计划(X21027)资助项目.
文摘
研究了分数阶Burgers流体通过拉伸平板的非稳态驻点流动问题。将分数阶导数引入Burgers流体模型可以更好地模拟流动过程,但也增加了模型的复杂性和求解难度。首次运用有限差分-谱方法求解分数阶Burgers流体模型,离散格式构造简单有效。采用谱方法对控制方程中的空间项进行离散,利用有限差分方法分别结合L-1和L-2算法离散控制方程中的时间项,给出了两种离散格式,并且通过构造数值算例证明了离散格式的收敛性。结果表明,在靠近平板处,速度随着分数阶导数的增加而减小,而无穷远处的流体速度呈现出相反的趋势,体现了分数阶导数的记忆特性。此外,雷诺数越小,流体的粘度越大,导致流体速度越大。由于松弛时间参数的松弛特性,靠近平板处松弛时间参数对速度分布有抑制作用,远离平板处松弛时间促进流体流动。
关键词
非稳态
驻点流
分数阶Burgers流体
L
-
2算法
有限差分-谱方法
Keywords
unsteady
stagnation
-
point flow
fractional Burgers fluid
L
-
2 algorithm
finite difference
-
spectral method
分类号
O35 [理学—流体力学]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于有限差分-谱方法的分数阶Burgers流体的非稳态驻点流动
白羽
王欣
张艳
刘春燕
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
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