Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > math > arXiv:2505.00705

帮助 | 高级搜索

数学 > 数值分析

arXiv:2505.00705 (math)
[提交于 2025年2月6日 ]

标题: Navier-Stokes方程的时间序列展开和稳定化有限元法的数值积分

标题: Numerical Integration of Navier-Stokes Equations by Time Series Expansion and Stabilized FEM

Authors:Ahmad Deeb, Denys Dutykh
摘要: 本文档介绍了一种用于不可压缩Navier-Stokes(NS)方程的高级数值方法,该方法在有限元法(FEM)框架内使用时间序列展开(TSE)技术。该技术通过引入一种新的稳定策略得到增强,该策略采用发散级数重求和(DSR)技术,显著提高了算法的计算效率。稳定机制经过精心设计,以提高计算级数项的稳定性和有效性,从而能够应用阶乘级数(FS)算法进行级数重求和。这种方法对于解决与NS方程精确且稳定的数值解相关的问题至关重要,这些问题是计算流体力学(CFD)应用中的关键问题。 本文档详细阐述了Stokes问题的变分公式,并使用Ladyzhenskaya-Babuska-Brezzi(LBB)条件进行了收敛性分析。随后介绍了NS方程以及稳定技术的实现细节,并通过层流绕过圆柱体的数值测试展示了该方法的有效性和在流体动力学模拟中的广泛应用潜力。稳定性的结果显示,计算稳定性和精度有了显著提升,为该领域的未来研究提供了有前景的方向。
摘要: This manuscript introduces an advanced numerical approach for the integration of incompressible Navier-Stokes (NS) equations using a Time Series Expansion (TSE) method within a Finite Element Method (FEM) framework. The technique is enhanced by a novel stabilization strategy, incorporating a Divergent Series Resummation (DSR) technique, which significantly augments the computational efficiency of the algorithm. The stabilization mechanism is meticulously designed to improve the stability and validity of computed series terms, enabling the application of the Factorial Series (FS) algorithm for series resummation. This approach is pivotal in addressing the challenges associated with the accurate and stable numerical solution of NS equations, which are critical in Computational Fluid Dynamics (CFD) applications. The manuscript elaborates on the variational formulation of Stokes problem and present convergence analysis of the method using the Ladyzhenskaya-Babuska-Brezzi (LBB) condition. It is followed by the NS equations and the implementation details of the stabilization technique, underscored by numerical tests on laminar flow past a cylinder, showcasing the method's efficacy and potential for broad applicability in fluid dynamics simulations. The results of the stabilization indicate a substantial enhancement in computational stability and accuracy, offering a promising avenue for future research in the field.
评论: 35Q30\sep 76D05\sep 76M10\sep 65M60\sep 41A58\sep 40A25\sep 40G10
主题: 数值分析 (math.NA) ; 流体动力学 (physics.flu-dyn)
MSC 类: 35Q30, 76D05, 76M10, 65M60, 41A58, 40A25, 40G10
引用方式: arXiv:2505.00705 [math.NA]
  (或者 arXiv:2505.00705v1 [math.NA] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2505.00705
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
相关 DOI: https://doi.org/10.1016/j.matcom.2025.01.023
链接到相关资源的 DOI

提交历史

来自: Ahmad Deeb [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2025 年 2 月 6 日 09:33:54 UTC (9,140 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
physics
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-05
切换浏览方式为:
cs
cs.NA
math
math.NA
physics.flu-dyn

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号