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A unified Fractional-Step,Artificial Compressibility and Pressure-Projection Formulation for Solving the Incompressible Navier-Stokes Equations

引用

Communications in Computational Physics 2014年第10期16卷 1135-1180页

作者： Laszlo Konozsy Dimitris Drikakis Fluid Mechanics and Computational Science Cranfield UniversityCranfieldBedfordshireMK430ALUnited Kingdom.

This paper introduces a unified concept and algorithm for the fractionalstep(FS),artificial compressibility(AC)and pressure-projection(PP)method. for solving the incompressible Navier-Stokes *** proposed FSAC-PP approach falls into the group of pseudo-time splitting high-resolution method. incorporating the characteristics-based(CB)Godunov-type treatment of convective terms with PP *** to the fact that the CB Godunov-type method. are applicable directly to the hyperbolic AC formulation and not to the elliptical FS-PP(split)method.,thus the straightforward coupling of CB Godunov-type schemes with PP method. is not ***,the proposed FSAC-PP approach unifies the fully-explicit AC and semi-implicit FS-PP method. of Chorin including a PP step in the dual-time stepping procedure to a)overcome the numerical stiffness of the classical AC approach at(very)low and moderate Reynolds numbers,b)incorporate the accuracy and convergence properties of CB Godunov-type schemes with PP method.,and c)further improve the stability and efficiency of the AC method.for steady and unsteady flow *** FSAC-PP method.has also been coupled with a non-linear,full-multigrid and fullapproximation storage(FMG-FAS)technique to further increase the efficiency of the *** validating the proposed FSAC-PP method.computational examples are presented for benchmark *** overall results show that the unified FSAC-PP approach is an efficient algorithm for solving incompressible flow problems.

关键词： Navier-Stokes equations characteristics-based Godunov-type scheme unified method.

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