La solución de la condición de contorno de Dirichlet-Neumann se vuelve inestable - Método de corrección de presión

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Estoy simulando un flujo incompresible sobre un cilindro en el número de Reynold de 500. Estoy resolviendo la ecuación de Stoke usando el método de corrección de presión. Mi solución se vuelve inestable después de cierto tiempo (aproximadamente 5 segundos).

He intentado refinar mi malla, stepsize (0.05) (asegurándome de que mi CFL <1, aunque estoy usando métodos implícitos)

Mis condiciones de contorno, malla y resultados inestables se muestran en las figuras adjuntas. El dominio es aproximadamente 25 veces más grande que el diámetro del cilindro.

He intentado simular este problema O grid (que se volvió inestable casi de inmediato).

El siguiente enlace contiene las imágenes de las condiciones de contorno y los resultados.

Condiciones de borde

Inestabilidad

Estaría agradecido si alguien puede compartir sus pensamientos / experiencias sobre este problema. Muchas gracias.

editado:

Disculpas por el error de tipeo:

Estoy usando las siguientes condiciones de contorno: Límite de Neumann

∂u→∂n−n→p=0;

en el límite de Dirichlet

u→=ux=1

editado:

He aplicado condiciones de límite de velocidad en los nodos alrededor del límite de dirichlet. Además, el nodo de esquina superior derecha e inferior derecha es el límite de dirichlet con velocidad 1.

Después, analicé más profundamente los resultados de la simulación, noté que la inestabilidad comienza a colarse en la unión de entrada / salida.

fluid-dynamics boyfarrell
fuente
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¿Cómo, específicamente, estás implementando tus condiciones límite? Esto puede marcar la diferencia en una simulación como esta.
Kyle Mandli
0−np=0∂nu=∂x(ux,0,0)=0
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¿Cuál es el método que usas? FEM? Con estabilización? ¿Intentaste bajar el número de Reynold?
Dr_Sam

Respuestas:

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He resuelto el problema. Tuve que aumentar aún más el tamaño del dominio para eliminar los efectos de límite. Además, tuve que reducir el número de CFL a alrededor de 0.5-1.0

Creo que el número de CFL debe reducirse aún más para obtener un mayor número de reynolds.

Inicialmente, pensé que había reducido el tamaño del paso lo suficiente, pero no fue el caso.

espejismo
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∇u⋅nn∇u
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En lugar de "responder" su propia pregunta, debe editar la pregunta original para incluir la información adicional. Esto facilita tener toda la información en un solo lugar y, por lo tanto, responder a su pregunta.
Christian Clason
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Un comentario sobre su pensamiento: el número CFL probablemente deba reducirse para obtener números Reynolds más altos. Max Gunzberger en su libro de FEM para Viscous Incomp Flows notó que el radio de convergencia para el método de Newton se redujo al aumentar el número de Reynolds, y la disminución de CFL restringe el paso de tiempo, que puede interpretarse (para el paso de tiempo implícito) como una cantidad creciente de regularización para La iteración pura de Newton.
Jesse Chan el
¿No será más apropiado un límite de Neumann para la velocidad en los dos límites horizontales? Supongo que como estás imponiendo un Dirichlet, el límite aún no está muy lejos.
Discrete_Reynolds