物理学 > 流体动力学
[提交于 2024年12月30日
(此版本)
, 最新版本 2025年2月12日 (v2)
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标题: 基于八叉树的移动边界方法用于复杂几何中线性化纳维-斯托克斯方程的多物理场模拟
标题: Octree-Based Shifted Boundary Method for Multiphysics Simulations Using Linearized Navier-Stokes in Complex Geometries
摘要: 本文介绍了迁移边界方法(SBM)在热流模拟中的应用,利用不完整的八叉树网格(Octree-SBM)进行耦合流动和传热的多物理场模拟。 通过采用纳维-斯托克斯方程的线性化形式,我们在保持精度的同时加速了模拟。 SBM能够在截断的单元上精确施加场和导数边界条件,当使用非边界拟合网格时,允许在复杂几何附近进行精确的通量计算。 在SBM框架内实现了狄利克雷和诺伊曼边界条件,结果表明SBM确保在基于八叉树的网格上精确施加诺伊曼边界条件。 我们通过模拟不同工况下的流动来说明这种方法,在雷诺数($Ra \sim 10^3$到$10^9$)和雷诺数($Re \sim 10^0$到$10^4$)变化几个数量级的情况下进行基准测试,覆盖层流、过渡流和湍流工况。 耦合的热流现象以及所有这些工况下的总结统计信息均被准确捕捉,除了基于残差的变分多尺度公式(RB-VMS)外,无需任何额外的数值处理。 这种方法为计算多物理场模拟中的复杂几何结构、边界条件和流动工况提供了一种可靠且高效解决方案。
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