Метод численного решения уравнений Навье-Стокса в переменных скорость-давление

• Дата: 2008
• Автори: Бруяцкий, Е.В., Костин, А.Г., Никифорович, Е.И., Розумнюк, Н.В.
• Формат: Стаття
• Мова: Russian
• Опубліковано: Інститут гідромеханіки НАН України 2008
• Онлайн доступ: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4635
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Метод численного решения уравнений Навье-Стокса в переменных скорость-давление / Е.В. Бруяцкий, А.Г. Костин, Е.И. Никифорович, Н.В. Розумнюк // Прикладна гідромеханіка. — 2008. — Т. 10, № 2. — С. 13-23. — Бібліогр.: 32 назв. — рос.

Полная система уравнений Навье-Стокса в переменных скорость--давление решается численным методом конечных разностей для случая вязкой несжимаемой жидкости. Задача формулируется в нестационарной постановке и решается на установление. Дискретизация исходных уравнений реализуется на разнесенных сетках. Для определения давления получено эллиптическое уравнение Пуассона путем подстановки выражений для компонентов скорости из уравнений движения в уравнение неразрывности, подобно МАС-методу. Полученный универсальный дискретный аналог уравнений Навье-Стокса в виде системы линейных алгебраических уравнений решается итерационным методом. Эффективность разностной схемы и алгоритм решения тестируются на примере расчета течения на начальном участке плоского прямолинейного канала. Для випадку в'язкої нестисливої рiдини чисельним методом кiнцевих вiдмiнностей вирiшуються повнi рiвняння Навьє-Стокса у змiнних швидкiсть--тиск. Задача формулюється в нестацiонарнiй постановцi i розв'язується на встановлення. Для визначення тиску одержано елiптичне рiвняння Пуасона шляхом пiдстановки виразiв для компонент швидкостi iз рiвнянь руху в рiвняння нерозривностi, подiбно МАС-методу. Дискретизацiя вихiдних рiвнянь реалiзується на рознесених сiтках. Одержаний унiверсальний дискретний аналог рiвнянь Навьє-Стокса у виглядi системи лiнiйних алгебраїчних рiвнянь розв'язується iтерацiйним методом. Ефективнiсть вiдмiнної схеми i алгоритму вирiшення тестуються на прикладi розрахунку течiї на початковому вiдрiзку плоского прямолiнiйного каналу. Full Navier-Stokes equations with velocity-pressure variables are solved for viscid incompressible fluid using a finite differences method. The problem is set in a non-stationary formulation and is solved for ascertainment. To determine pressure, elliptic Poisson equation is obtained using substitution of expressions for velocity components into the continuity equation similar to MAC-method. Discretization of initial equations is made on sparsed grids. The obtained universal discrete analog of Navier-Stokes equations in a form of a system of linear algebraic equations is solved with an iteration method. Efficiency of the differences scheme as well as the solution algorithm are tested for a case of flow in an opening section of a flat rectilinear channel.