• 主题
高级搜索  >
历史搜索 清空历史
首页> 美国卫生研究院文献>other >A Numerical Method for Solving the 3D Unsteady Incompressible Navier-Stokes Equations in Curvilinear Domains with Complex Immersed Boundaries
【2h】

A Numerical Method for Solving the 3D Unsteady Incompressible Navier-Stokes Equations in Curvilinear Domains with Complex Immersed Boundaries

机译：具有复杂浸入边界的曲线域中求解3D非稳态不可压缩Navier-Stokes方程的数值方法

代理获取
本网站仅为用户提供外文OA文献查询和代理获取服务，本网站没有原文。下单后我们将采用程序或人工为您竭诚获取高质量的原文，但由于OA文献来源多样且变更频繁，仍可能出现获取不到、文献不完整或与标题不符等情况，如果获取不到我们将提供退款服务。请知悉。
页面导航
  • 摘要
  • 著录项
  • 相似文献
  • 相关主题

摘要

A novel numerical method is developed that integrates boundary-conforming grids with a sharp interface, immersed boundary methodology. The method is intended for simulating internal flows containing complex, moving immersed boundaries such as those encountered in several cardiovascular applications. The background domain (e.g the empty aorta) is discretized efficiently with a curvilinear boundary-fitted mesh while the complex moving immersed boundary (say a prosthetic heart valve) is treated with the sharp-interface, hybrid Cartesian/immersed-boundary approach of Gilmanov and Sotiropoulos []. To facilitate the implementation of this novel modeling paradigm in complex flow simulations, an accurate and efficient numerical method is developed for solving the unsteady, incompressible Navier-Stokes equations in generalized curvilinear coordinates. The method employs a novel, fully-curvilinear staggered grid discretization approach, which does not require either the explicit evaluation of the Christoffel symbols or the discretization of all three momentum equations at cell interfaces as done in previous formulations. The equations are integrated in time using an efficient, second-order accurate fractional step methodology coupled with a Jacobian-free, Newton-Krylov solver for the momentum equations and a GMRES solver enhanced with multigrid as preconditioner for the Poisson equation. Several numerical experiments are carried out on fine computational meshes to demonstrate the accuracy and efficiency of the proposed method for standard benchmark problems as well as for unsteady, pulsatile flow through a curved, pipe bend. To demonstrate the ability of the method to simulate flows with complex, moving immersed boundaries we apply it to calculate pulsatile, physiological flow through a mechanical, bileaflet heart valve mounted in a model straight aorta with an anatomical-like triple sinus.
机译：开发了一种新的数值方法，该方法将具有边界的网格与一个清晰的界面集成在一起，采用了浸入式边界方法。该方法旨在模拟包含复杂的移动沉浸边界的内部流动，例如在几种心血管应用中遇到的边界。使用曲线边界拟合网格有效地离散背景域（例如，空主动脉），同时使用吉尔曼诺夫（Gilmanov）的锐界面，混合笛卡尔/浸入边界方法处理复杂的移动浸入边界（例如人工心脏瓣膜） Sotiropoulos []。为便于在复杂的流动模拟中实施这种新颖的建模范例，开发了一种精确有效的数值方法，用于求解广义曲线坐标系中的非定常，不可压缩的Navier-Stokes方程。该方法采用了一种新颖的，全曲线的交错网格离散化方法，该方法既不需要对Christoffel符号进行显式评估，也不需要像以前的公式那样在单元界面上对所有三个动量方程进行离散化。使用高效的二阶精确分数步方法，动量方程组的无Jacobian Newton-Krylov解算器和由多网格增强的GMRES解算器作为Poisson方程的前置条件，将方程式及时积分。在精细的计算网格上进行了一些数值实验，以证明所提出的方法对于标准基准问题以及通过弯曲的弯管的不稳定，脉动流动的准确性和效率。为了证明该方法模拟具有复杂的，移动的浸入边界的流动的能力，我们将其应用于通过机械双叶心脏瓣膜计算搏动的生理流动，该机械双叶心脏瓣膜安装在具有解剖学样的三重窦的模型直主动脉中。

著录项

  • 期刊名称 other
  • 作者

    Liang Ge; Fotis Sotiropoulos;

  • 作者单位
  • 年(卷),期 -1(225),2
  • 年度 -1
  • 页码 1782–1809
  • 总页数 42
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种
  • 中图分类
  • 关键词

  • 入库时间 2022-08-21 11:32:48

相似文献

  • 外文文献
  • 中文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱：kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备：11010802029741号 ICP备案号：京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有

  • 客服微信

  • 服务号