非定常Navier-Stokes方程的一种非线性局部投影稳定化有限元方法

针对非定常Navier-Stokes方程,本文提出了一种基于非线性对流项和压力梯度的局部投影稳定化有限元方法.该方法在空间上采用等阶有限元,时间上采用隐式有限差分.本文建立了非定常Navier-Stokes方程的全离散数值格式,进而分析了离散解的稳定性和收敛性.值得注意的是,该方法中得到的误差估计随着流体雷诺数的增大依然有效.     

定常Navier-Stokes方程基于速度投影的等阶元稳定化方法

针对定常的Navier-Stokes方程,本文给出并分析了基于速度场L~2投影的新型稳定化有限元方法.速度-压力逼近采用了P_1/P_1元.为了克服等阶元不满足inf-sup条件的问题,本文增加了压力投影稳定项.基于速度场L~2投影的稳定化方法,本文增强了L~2范数的稳定性.该稳定化格式的优点是所有的计算都在同一套网格上执行,不需要嵌套网格且只涉及速度场投影而不需要求解速度梯度投影.在连续的Navier-Stokes方程存在唯一一支非奇解的情况下,本文证明了该离散格式是稳定的.此外,本文还得出了离散解的误差估计.数值实验证实该方法是有效的.     

随机Navier-Stokes方程的近似最优控制问题

讨论了随机Navier-Stokes方程的近似最优控制问题.利用It公式,Byrjgikder-Davus-Gundy不等式,伴随方程以及极大值原理,证明了近似最优控制存在的必要条件.     

随机Navier-Stokes方程的近似最优控制问题

讨论了随机Navier-Stokes方程的近似最优控制问题。利用Ito^公式,Burkholder-Davis-Gundy不等式,伴随方程以及极大值原理,证明了近似最优控制存在的充分条件。     

带泊松跳的随机Navier-Stokes方程最优控制

对随机Navier-Stokes方程的讨论,通常的文献都没有考虑Poisson跳对系统的扰动。在假设控制算子为线性时,研究了带Poisson跳的随机Navier-Stokes方程的最优控制问题。利用Burkholder-Davis-Gundy不等式和Gronwall引理证明了最优控制的存在性。     

Navier-Stokes方程的低阶稳定化有限元方法

作者对定常Navier-Stokes方程提出了一种新的低阶稳定化有限元方法.在有限元空间组合不满足LBB的条件的情况下,作者应用线性化技巧和Brouwer不动点定理证明了解的存在唯一性,并给出了速度和压力的误差估计.     

求解不可压Navier-Stokes方程的三阶精度投影方法

在数值模拟不可压缩流动中,投影方法得到了越来越广泛的应用,一般认为,目前的投影方法在时间方向上仅仅停留在二阶精度.该文通过分析发现,压力更新公式在高阶投影方法的构造中具有非常重要的作用,它不仅影响压力的精度,同时还影响格式的稳定性.在此基础上结合相容的压力更新公式,提出了三阶精度的投影方法.正则模态分析的结果表明,该文提出的投影方法速度具有三阶精度.当采用相容的压力更新公式时,压力也具有三阶精度,而且格式是稳定的; 而采用传统压力更新公式,压力在边界附近只有二阶精度,且格式不稳定.数值结果验证了上述结论.     

定常Navier-Stokes方程压力投影非线性Galerkin有限元法

对定常Navier-Stokes方程采用线性/线性和线性/常数元逼近,将非线性Galerkin有限元法与压力投影稳定化有限元方法相结合,建立了一种新的稳定非线性Galerkin有限元格式.当H=O(h12)时,精度与压力投影稳定化有限元方法一致.与文献(罗振东,朱江,王会军.应用数学与力学,2002,23(7):697-706.)的非线性Galerkin/Petrov最小二乘混合元法相比,稳定项格式简单,而且无需引入稳定化参数.     

Navier-Stokes方程组的最优控制问题

Navier-Stokes方程组是描述不可压缩的粘性流体运动的数学模型,具有很强的应用背景.20世纪80年代有学者开始研究Navier-Stokes方程组的最优控制问题,并且取得了一系列丰硕的研究成果.文章旨在对Navier-Stokes方程组的最优控制方面的研究现状进行介绍,并提出了进一步的研究方向.     

Navier-Stokes方程的局部压力梯度稳定化有限元方法分析

基于局部压力梯度稳定化方法,作者提出了Navier-Stokes方程的一种新的有限元方法,其中速度V属于H~1连续的空间,压力P属于L~2非连续的空间.利用Brouwer不动点定理,作者证明了离散解的存在性和唯一性并给出了误差估计.     

三维定常Navier-Stokes方程的有限元计算

将Newton、Oseen和Stokes3种有限元迭代算法用于求解三维定常Navier-Stokes方程,给出了这3种迭代算法的误差估计,并比较了它们的优劣。对于方腔驱动流问题,给出了每种算法所能计算的最大雷诺数。     

基于CFD技术的螺旋桨非定常流场数值模拟

针对单独螺旋桨模型,基于动态结构网格搭接技术,采用CFD方法对其非定常流场进行了数值模拟.首先针对全部外形生成多块点搭接和面搭接两套计算网格,通过分析两套网格的计算结果,验证动态网格搭接技术的可行性和正确性,得出螺旋桨性能参数随转速的变化规律.在此基础上分析了雷诺平均NS(RANS)方程和Euler方程的数值模拟结果.最后研究了攻角对单独螺旋桨性能参数的影响.研究结果表明:动态网格搭接技术能够很好地模拟非定常螺旋桨的性能参数.螺旋桨的拉力系数和功率系数都随着转速的增加而增大.对螺旋桨非定常流场进行数值模拟时,采用Euler方程就能够满足工程精度的需求.攻角0度时单片桨叶的拉力系数和转矩系数都是恒值,而在攻角10度时却都呈现出周期性的正弦曲线.     

非定常瞬态N-S方程基于压力投影的非协调子格粘性稳定化方法

作者针对非定常瞬态Navier-Stokes问题提出了一种新的非协调子格粘性法．利用Park元具有较低自由度和保证最优收敛阶不被降低的优点,作者将子格粘性法和压力投影相结合,建立了一个新的全离散子格粘性有限元格式,并在高雷诺数情况下证明了解的稳定性,得到了与雷诺数无关的最优误差估计     

一类发展方程的矩形非协调元逼近方法

讨论一类发展方程——Navier-Stokes方程的矩形非协调有限元逼近方法.在区域剖分不要求满足通常的正则性假设或拟一致假设情形下,通过相应的矩形元及Navier-Stokes投影,得到与传统有限元相同的最优误差估计结果,从而扩展了有限元方法的工程应用范围.     

非定常不可压N—S方程的数值计算

推出了一种在正交坐标系下计算不可压Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程的人工压缩性方法．该方法引入辅助虚拟时间域，以人工压缩系数联合动量方程与连续方程从而直解求解，同时利用正交坐标变换系统处理非规则边界．计算实例还表明了方法的数值计算迭代变化规律以及人工压缩系数的影响．     

谱投影法模拟圆柱形化工管道内流动

为了开发高精度和高效数值方法求解圆形化工管道内的流动问题,采用谱投影算法求解Navier-Stokes方程。谱投影算法是将非稳态Navie〉Stokes方程的时间离散过程采用具有二阶精度的投影方法,并采用配置点谱方法求解投影方法解耦后的方程。配置点谱方法不仅具有高精度并且容易克服圆柱坐标系的奇点问题。采用文献中具有精确解的算例进行了验证计算,就初始条件和节点数对计算精度的影响进行了分析和比较。结果表明谱投影方法在求解圆柱管道内的流动具有高的精度和效率。     

非定常Navier-Stokes 方程基于H（div）型有限元的涡旋黏性法

本文将子格涡旋黏性思想与H（div）型有限元逼近（比如RT元和BDM元）相结合, 对不可压非定常Navier-Stokes方程提出了一种新的稳定化有限元格式. 这种格式不仅满足守恒条件, 而且克服了对流占优所引起的震荡. 然后通过半离散有限元格式, 得到了与约化雷诺数相关与雷诺数无关的误差估计.