管式发射燃气流动计算方法及特性研究

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作者 谢军虎 赵英豪 +2 位作者 杜文强 李浩镕 傅德彬 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第7期162-167,共6页

燃气流动对火箭、导弹发射安全有着重要影响,采用有效的数值方法模拟发射时燃气流场和载荷特性具有重要价值。为探究火箭、导弹管式热发射时燃气流场特性,围绕发射过程中自由射流和发射管内受限流动状态,分别采用局部时间步长定常模型... 燃气流动对火箭、导弹发射安全有着重要影响,采用有效的数值方法模拟发射时燃气流场和载荷特性具有重要价值。为探究火箭、导弹管式热发射时燃气流场特性,围绕发射过程中自由射流和发射管内受限流动状态,分别采用局部时间步长定常模型、全局时间步长定常模型和非定常模型进行求解计算。结果表明:局部时间步长和全局时间步长能够获得相吻合的燃气自由射流结构,但不同模型获得的发射管内受限燃气流场存在显著差异;局部时间步长定常模型收敛于局部平衡状态,发射管内出现明显雍塞;全局时间步长定常模型收敛于完全发展的无雍塞流动状态;非定常模型则出现先雍塞,而后雍塞区逐渐后移并消失的时变过程。 展开更多

关键词 燃气流动 发射管 时间推进法 局部时间步长 雍塞流动

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未知信号传播速度的TDOA定位方法研究 被引量：2

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作者 薛燕 王磊 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期456-462,共7页

研究了未知信号传播速度时的到达时间差(Time-Difference-Of-Arrival,TDOA)定位问题,提出两种联合估计信号传播速度和目标位置的定位方法。第一种方法为两步加权最小二乘方法。在该方法中,首先不考虑变量之间关系,得到一个关于未知变量... 研究了未知信号传播速度时的到达时间差(Time-Difference-Of-Arrival,TDOA)定位问题,提出两种联合估计信号传播速度和目标位置的定位方法。第一种方法为两步加权最小二乘方法。在该方法中,首先不考虑变量之间关系,得到一个关于未知变量的初始加权最小二乘估计。为改进第一步估计的性能,第二步考虑第一步估计中变量之间的关系,将其转换为一个标准的广义信赖域子问题,最终获得更高精度的估计性能。第二种方法为半正定松弛方法,通过构建非线性非凸加权最小二乘问题,然后利用半正定松弛技术将其松弛为凸的半正定规划问题,容易求解。仿真结果表明,所提两种方法均能够在高斯噪声下,且噪声不太大时达到克拉美-罗界。 展开更多

关键词 定位 半正定松弛 到达时间差 最大似然估计 两步加权最小二乘法

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大型结构地震反应值模拟中的波动输入 被引量：22

3

作者 李山有 廖振鹏 周正华 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2001年第2期1-5,共5页

解耦的时域有限元数值模拟技术在考虑土－结构相互作用的大型结构地震反应分析中的应用日趋成熟。为完善其中的波动输入技术，本文提出了一种波动输入时步数值模拟的简便方法，替换对自由场的频域计算，从而使结构反应分析可以完全通过... 解耦的时域有限元数值模拟技术在考虑土－结构相互作用的大型结构地震反应分析中的应用日趋成熟。为完善其中的波动输入技术，本文提出了一种波动输入时步数值模拟的简便方法，替换对自由场的频域计算，从而使结构反应分析可以完全通过时步数值模拟实现。同时，通过数值试验，对这一实施方案的有效性进行了检验。 展开更多

关键词 波动输入 时步数值模拟 解耦有限元 土-结构动力相互作用 地震反应值模拟

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用于电力系统暂态稳定仿真的可变步长牛顿法 被引量：19

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作者 吴红斌 丁明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期36-41,共6页

提出一种基于可变步长技术和不诚实牛顿法(very dishonest Newtonm ethod,VDHN)相结合的电力系统暂态稳定仿真算法。根据发电机的凸极效应,在迭代过程中将节点电压计算进行简化,使得雅可比矩阵在仿真过程中保持不变,以加快仿真速度。同... 提出一种基于可变步长技术和不诚实牛顿法(very dishonest Newtonm ethod,VDHN)相结合的电力系统暂态稳定仿真算法。根据发电机的凸极效应,在迭代过程中将节点电压计算进行简化,使得雅可比矩阵在仿真过程中保持不变,以加快仿真速度。同时,利用隐式积分的局部截断误差理论,提出可变步长的VDHN时域仿真算法,并给出仿真过程中变步长的相关修正策略。结合2个算例系统进行仿真,从仿真速度、极限切除时间、可变步长和节点电压等方面,进一步验证可变步长VDHN算法的有效性和实用性。仿真结果表明,可变步长的VDHN算法,能够有效地提高系统的仿真速度,提高的幅度与故障持续时间有关。 展开更多

关键词 暂态稳定 时域仿真 不诚实牛顿法 局部截断误差 可变步长

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基于多变量加权一阶局域法多步预报模型的舰船摇荡预报 被引量：2

5

作者 蔡烽 刘博 石爱国 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期794-798,共5页

针对舰船各个自由度摇荡之间存在耦合的实际,提出了一种多变量加权一阶局域法多步预报模型(MAOLMM)。对Chen’s吸引子仿真数据及某型船真实海浪下航行的摇荡数据进行了预报分析,结果显示,多变量加权一阶局域法多步预报模型的预报精度高... 针对舰船各个自由度摇荡之间存在耦合的实际,提出了一种多变量加权一阶局域法多步预报模型(MAOLMM)。对Chen’s吸引子仿真数据及某型船真实海浪下航行的摇荡数据进行了预报分析,结果显示,多变量加权一阶局域法多步预报模型的预报精度高于单变量加权一阶局域法多步预报模型,提高了舰船摇荡预报的有效性。 展开更多

关键词 时间序列 舰船摇荡 多变量 加权一阶局域法多步预报

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基于二阶系统解耦的精细积分格式下动载荷时域识别 被引量：2

6

作者 王淑娟 韩伟民 +2 位作者 王国巧 沈继红 姜楠 《计算力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期631-637,共7页

基于模态分析法的载荷识别方法利用模态矩阵获得系统的非耦合形式,推导单自由度系统的载荷识别公式,但要求系统为比例阻尼。在模态模型基础上,对一般系统建立基于二阶系统解耦的动载荷时域识别模型。首先,利用基于Lancaster结构的二阶... 基于模态分析法的载荷识别方法利用模态矩阵获得系统的非耦合形式,推导单自由度系统的载荷识别公式,但要求系统为比例阻尼。在模态模型基础上,对一般系统建立基于二阶系统解耦的动载荷时域识别模型。首先,利用基于Lancaster结构的二阶系统解耦方法推导出系统的非耦合形式;然后,采用精细逐步积分方法,在载荷为阶跃力的假设下,推导出载荷识别数学公式;最后,由系统实时响应反求结构载荷的时间历程。数值算例验证了本文方法针对比例阻尼系统较模态模型具有更高的精度,而且对非比例阻尼系统也有效可行。 展开更多

关键词 Lancaster结构 二阶系统解耦 载荷识别 精细积分 阶跃力 模态分析

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利用自适应时间步长有限元法计算换流变压器油纸绝缘结构瞬态电场 被引量：1

7

作者 刘刚 李琳 纪锋 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第1期17-20,106,共5页

根据各时步的局部截断误差,采用C-N(Crank-Nilcoson)法实现自动改变步长的算法。在分析极性反转电压特点的基础上,利用后向欧拉法,成功解决了在极性反转电压导数不连续点的时步振荡情况。针对换流变压器典型油纸绝缘结构,将定步长C-N法... 根据各时步的局部截断误差,采用C-N(Crank-Nilcoson)法实现自动改变步长的算法。在分析极性反转电压特点的基础上,利用后向欧拉法,成功解决了在极性反转电压导数不连续点的时步振荡情况。针对换流变压器典型油纸绝缘结构,将定步长C-N法和自适应算法在计算时间和计算时步上进行了对比,结果表明自适应算法可以有效地减少计算次数和计算时间。 展开更多

关键词 换流变压器 自适应步长 后向欧拉法 Crank-Nicolson法 局部截断误差

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基于局部分级时间步长方法的水沙耦合数学模拟 被引量：6

8

作者 胡鹏 韩健健 雷云龙 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期743-752,共10页

基于局部时间步长(LTS)技术(即在每个计算网格采用局部允许的最大时间步长),建立新的水沙数学模型,提高计算效率.用非结构三角形网格离散计算区域,采用充分反映水-沙-床相互作用的平面二维完整控制方程组,利用有限体积法求解控制方程,用... 基于局部时间步长(LTS)技术(即在每个计算网格采用局部允许的最大时间步长),建立新的水沙数学模型,提高计算效率.用非结构三角形网格离散计算区域,采用充分反映水-沙-床相互作用的平面二维完整控制方程组,利用有限体积法求解控制方程,用HLLC近似黎曼算子估算界面数值通量.对动床溃坝算例的计算表明,当选取合适的局部时间步长级数时,计算效率明显提高(节省计算时间幅度达到68%),精度满足要求.长江中游太平口水道的工程应用表明,该模型能够在保证精度的前提下,节省高达92%的计算时间. 展开更多

关键词 水沙耦合模型 有限体积法 计算效率 局部时间步长

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基于孔隙率和局部时间步长的城市洪水模拟 被引量：1

9

作者 李薇 邹吉玉 胡鹏 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期614-622,共9页

为提高城市洪水模拟的计算效率,在有限体积法框架下,基于能自动捕捉激波、间断的高精度Harten-Latex-van Leer-Contact(HLLC)近似黎曼算子,并结合局部时间步长技术,建立满足静水平衡特性的各向异性孔隙率浅水模型.经典城市洪水模拟结果... 为提高城市洪水模拟的计算效率,在有限体积法框架下,基于能自动捕捉激波、间断的高精度Harten-Latex-van Leer-Contact(HLLC)近似黎曼算子,并结合局部时间步长技术,建立满足静水平衡特性的各向异性孔隙率浅水模型.经典城市洪水模拟结果表明,所建立的模型能够精确模拟洪水传播过程的复杂流动现象,并能显著提升计算效率:孔隙率方法降低了建筑物周围网格加密的要求,能使计算效率提升一个数量级;局部时间步长技术让每个网格采用尽可能大的时间步长,减少了循环次数,可进一步提升计算效率约2.0~3.0倍. 展开更多

关键词 各向异性孔隙率 浅水方程 城市洪水模拟 局部时间步长 有限体积法

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基于局部时间步长方法的潮流数值模型研究及应用 被引量：6

10

作者 胡鹏 姬奥飞 陶俊余 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2020年第1期111-119,共9页

为了准确快速地模拟潮流过程,将局部时间步长(LTS)方法应用于基于黎曼近似解通量——有限体积法的浅水模型。LTS方法和传统整体最小时间步长方法的计算性能对比表明,两种方法的计算结果定量差异远小于模拟值与实测值之间相对误差;但由于... 为了准确快速地模拟潮流过程,将局部时间步长(LTS)方法应用于基于黎曼近似解通量——有限体积法的浅水模型。LTS方法和传统整体最小时间步长方法的计算性能对比表明,两种方法的计算结果定量差异远小于模拟值与实测值之间相对误差;但由于LTS方法对每个网格采用了与稳定性条件相适应的尽可能大的时间步长,计算效率大幅度提高。本模型计算所得渤海、黄海、东海的潮流传播过程、潮汐调和常数的空间分布、无潮点位置,以及长江口和杭州湾区域的潮流过程与已有认识和实测资料吻合良好。 展开更多

关键词 潮流传播过程 潮汐调和常数 有限体积法 局部时间步长 计算效率 长江口 杭州湾

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局部时间步法在低马赫燃烧模拟中的适用性研究

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作者 姚卫 孙超 +3 位作者 刘杭 吴梅 杨少波 曹顺利 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期321-333,共13页

在复杂燃烧模拟中由于整场流速的不均匀性和局部网格尺寸的差异,各局部流场区域的CFL数差异较大.传统的基于整场最大CFL数定义的整体时间步法严重制约计算效率.本文首次考察了基于当地CFL数限制的局部时间步法在低马赫数湍流燃烧模拟中... 在复杂燃烧模拟中由于整场流速的不均匀性和局部网格尺寸的差异,各局部流场区域的CFL数差异较大.传统的基于整场最大CFL数定义的整体时间步法严重制约计算效率.本文首次考察了基于当地CFL数限制的局部时间步法在低马赫数湍流燃烧模拟中的适用性.对开放空间中甲烷池火(1065万网格)和封闭空间建筑火灾(320万网格)的大涡模拟表明,采用局部时间步法相比于整体时间步法分别实现了6倍和8倍的加速比.加速比随网格尺度减小呈增加趋势.研究进一步从两个方面验证了局部时间步法在低马赫数燃烧模拟中的准确性:①与实验数据的对比表明,由于低马赫数燃烧的准稳态特性,局部和整体时间步法均较为准确地预测了温度的时间变化特性;②对时均流场的比较表明,除微量痕迹物(质量分数小于0.1%)以外,两种方法对时均温度、时均速度和氧气体积分数的预测差异均较小.研究中还对现有的PaSR湍流燃烧模型和压力求解算法进行了改进和优化,以分别提高其物理准确性和鲁棒性. 展开更多

关键词 湍流燃烧 局部时间步法 大涡模拟 CFL数 OPENFOAM

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基于传输线解耦法的MMC交直流系统多速率仿真 被引量：5

12

作者 李永佳 李健 +1 位作者 郝正航 何青龙 《现代电子技术》 2021年第4期54-58,共5页

MMC系统中含有大量开关器件,为及时检测到控制脉冲的跳变和防止出现数值震荡造成仿真不收敛的问题,需设置较小的仿真步长,但交直流系统小步长仿真将严重制约电磁暂态仿真速度。考虑到交流系统响应慢,可采用较大的步长仿真,因此该文采用... MMC系统中含有大量开关器件,为及时检测到控制脉冲的跳变和防止出现数值震荡造成仿真不收敛的问题,需设置较小的仿真步长,但交直流系统小步长仿真将严重制约电磁暂态仿真速度。考虑到交流系统响应慢,可采用较大的步长仿真,因此该文采用基于传输线解耦法的多速率算法对MMC交直流系统进行电磁暂态仿真。根据各仿真步长和传输线延时之间的大小关系,分情况介绍多速率算法的实现和交互数据的处理,并通过加入延时解决大仿真步长大于线路传输延时的2倍情况下的耦合问题。最后搭建双端MMC交直流系统模型,对不同工况下多速率仿真的误差进行分析,验证基于传输线解耦法的多速率仿真算法可用于MMC交直流系统实时仿真平台的构建。 展开更多

关键词 MMC 交直流系统 多速率仿真 传输线解耦法 仿真步长 延时解耦

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高雷诺数流动模拟的LBM方法 被引量：2

13

作者 陈彦晓 李孝伟 +1 位作者 丁珏 翁培奋 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期256-265,共10页

针对贴体网格下广义形式的补充插值LBM方法 (generalized interpolation lattice Boltzmann method, GILBM),发展了一种当地时间步法,在改善高雷诺数下翼型绕流模拟中计算稳定性的同时,有效地提高了计算效率.另外,通过引入非平衡态外推... 针对贴体网格下广义形式的补充插值LBM方法 (generalized interpolation lattice Boltzmann method, GILBM),发展了一种当地时间步法,在改善高雷诺数下翼型绕流模拟中计算稳定性的同时,有效地提高了计算效率.另外,通过引入非平衡态外推边界处理,合理解决了LBGK模型中处理复杂边界困难的问题.对5.0×10~4Re5.0×10~6的NACA0012翼型绕流进行了数值模拟,并对算法的计算效率和稳定性进行分析,证明了发展方法的优越性. 展开更多

关键词 格子BOLTZMANN方法 贴体网格 当地时间步 高雷诺数 非平衡态外推

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并行加速的局部变分迭代法及其轨道计算应用 被引量：3

14

作者 王昌涛 代洪华 +2 位作者 张哲 汪雪川 岳晓奎 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期991-1003,共13页

为满足航天工程对轨道计算精度和实时性的高要求,近年来发展出了可以通过大步长积分修正实现快速精确求解的积分修正类方法.积分修正类方法有可并行计算的特点,然而在串行计算环境下会受到计算资源的限制,无法充分发挥其可并行加速的优... 为满足航天工程对轨道计算精度和实时性的高要求,近年来发展出了可以通过大步长积分修正实现快速精确求解的积分修正类方法.积分修正类方法有可并行计算的特点,然而在串行计算环境下会受到计算资源的限制,无法充分发挥其可并行加速的优势.此外,合理的计算参数通常难以预先确定,也使积分修正类方法大步长快速计算的优势难以充分体现.针对以上问题,利用积分修正类方法可并行计算的特点,提出了并行加速的局部变分迭代法PA-LVIM,通过将传统局部变分迭代法LVIM的并行计算量均摊到多个计算节点上,显著提高了计算速度.此外,还使用根据系统状态二阶导数分布确定计算参数的打磨法优化了PA-LVIM的计算参数,进一步发挥了其大步长快速计算的优势.求解了三个经典的轨道递推问题,仿真结果表明,PA-LVIM的加速效果明显,且经打磨法优化计算参数后,其计算效率又进一步得到提高,将当前主流方法的计算效率提高了5倍以上. 展开更多

关键词 轨道动力学 大步长变参数法 迭代法 并行计算 星载实时计算

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基于时域不连续伽辽金算法的时域屏蔽效能分析

15

作者 贾正朗 刘欣怡 +2 位作者 张欢欢 吴为军 陶理 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第4期84-94,共11页

[目的]为精确分析金属屏蔽腔的时域屏蔽效能,提出一种基于局部时间步进技术和并行技术的时域不连续伽辽金(DGTD)算法。[方法]利用DGTD算法,对金属屏蔽腔进行全波电磁仿真,进而计算时域屏蔽效能(TDSE);利用局部时间步进(LTS)技术增大时... [目的]为精确分析金属屏蔽腔的时域屏蔽效能,提出一种基于局部时间步进技术和并行技术的时域不连续伽辽金(DGTD)算法。[方法]利用DGTD算法,对金属屏蔽腔进行全波电磁仿真,进而计算时域屏蔽效能(TDSE);利用局部时间步进(LTS)技术增大时间步长,然后结合并行技术显著缩短计算时间;分析金属屏蔽腔的孔径尺寸、腔体厚度、阵列孔间距等设计参数对时域屏蔽效能的影响。[结果]数值算例结果显示,所提方法正确、有效。[结论]所提方法为电磁屏蔽问题的仿真提供了一种有效的工具,对金属屏蔽腔的设计具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 金属屏蔽腔 时域屏蔽效能 时域不连续伽辽金算法 局部时间步进 并行技术

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动能BGK格式模拟高雷诺数定常流的收敛性研究

16

作者 蒋瑾 钱跃竑 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期464-470,共7页

为克服动能BGK格式计算耗时多、收敛慢的缺点,在格式中引入当地时间步长、隐式LU-SGS方法和多重网格技术,基于RAE2822翼型粘性跨声速绕流的数值模拟,对其收敛性的改善进行了研究。结果表明:上述3种加速手段对求解定常问题时的收敛性有... 为克服动能BGK格式计算耗时多、收敛慢的缺点,在格式中引入当地时间步长、隐式LU-SGS方法和多重网格技术,基于RAE2822翼型粘性跨声速绕流的数值模拟,对其收敛性的改善进行了研究。结果表明:上述3种加速手段对求解定常问题时的收敛性有明显的改善,达到定常解所需的迭代步数随着CFL数的提高而减少;因而求解某类问题时,隐式格式比显式格式更具优势;多重网格既适用于显式格式,也适用于隐式格式,加速性更加突出。 展开更多

关键词 动能BGK格式 当地时间步长 隐式LU—SGS方法 多重网格 收敛性 定常流

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Navier-Stokes/Navier-Stokes耦合方程的时间解耦局部并行方法

17

作者 张蕊 张翀 李剑 《西安理工大学学报》 CAS 北大核心 2020年第1期80-87,共8页

针对Navier-Stokes/Navier-Stokes耦合方程,本文提出了基于空间非迭代Newton格式的时间解耦局部并行方法。首先,解耦耦合区域,将耦合区域内Navier-Stokes/Navier-Stokes耦合方程的求解转换为子区域内非定常Navier-Stokes方程的求解。其... 针对Navier-Stokes/Navier-Stokes耦合方程,本文提出了基于空间非迭代Newton格式的时间解耦局部并行方法。首先,解耦耦合区域,将耦合区域内Navier-Stokes/Navier-Stokes耦合方程的求解转换为子区域内非定常Navier-Stokes方程的求解。其次,在空间上运用非迭代Newton格式线性校正,时间上直接求解广义线性Stokes问题,从而使得非线性方程转换为线性方程。最后,剖分解耦后的两个子区域,将子区域内单一非定常Navier-Stokes方程的求解转换为并行区域内的各自求解。数值实验表明:与空间非迭代Newton格式的欧拉时间推进方法相比,时间解耦的局部并行方法在保证精度的情况下,运行时间较短,在一定程度上提高了耦合问题的求解效率,保证了其高效性。 展开更多

关键词 Navier-Stokes/Navier-Stokes耦合方程 非定常Navier-Stokes方程 空间非迭代的Newton格式 欧拉时间推进方法 时间解耦的局部并行方法

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基于空间非迭代Oseen格式的时间解耦局部并行方法

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作者 张蕊 张翀 李剑 《计算机应用与软件》 北大核心 2021年第8期286-290,328,共6页

基于空间非迭代的Oseen格式,以软件FreeFem++的MPI功能为平台,提出时间解耦的局部并行方法来求解Navier-Stokes/Navier-Stokes耦合方程。通过解耦复杂区域,将耦合方程的求解转换为并行区域上单一非定常Navier-Stokes方程的求解。在空间... 基于空间非迭代的Oseen格式,以软件FreeFem++的MPI功能为平台,提出时间解耦的局部并行方法来求解Navier-Stokes/Navier-Stokes耦合方程。通过解耦复杂区域,将耦合方程的求解转换为并行区域上单一非定常Navier-Stokes方程的求解。在空间上利用Oseen格式一步线性校正,时间上按照步长直接推进。数值实验表明,与空间非迭代Oseen格式的欧拉时间推进方法相比,该方法在保证精度的情况下,运行时间较短,显现了耦合方程求解的高效性。 展开更多

关键词 Navier-Stokes/Navier-Stokes耦合方程 空间非迭代的Oseen格式 欧拉时间推进方法 时间解耦的局部并行方法

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