Walsh函数有限体积法的多重网格特征研究

摘要：

Walsh函数有限体积法(FVM-WBF)是一种能够在网格内部捕捉间断的新型数值方法.持续增加Walsh基函数数目能够稳步提高FVM-WBF方法的求解分辨率,但计算量暴发式增长和收敛速度下降的问题也会同步出现.针对Walsh基函数数目增加而引起的计算效率问题,本文分析了Walsh基函数及其系数所能影响的网格单元局部均值区域尺度,发现其中隐含类似多重网格的尺度特征,据此提出一种结合多重网格策略的FVM-WBF方法.在定常流场计算中根据各级Walsh基函数影响尺度的不同,对每级Walsh基函数设置满足其稳定性约束的时间步长,在时间推进求解的过程中快速消除不同波长的数值误差,实现多重网格的加速收敛效果.选取NACA0012翼型和二维圆柱的定常无黏绕流问题作为算例,对引入多重网格策略的FVM-WBF方法和不考虑多重网格策略的FVM-WBF方法进行对比测试.数值结果证实:新发展的FVM-WBF方法具备多重网格的关键特征,在不增加任何特殊处理和计算量的情况下,只需通过时间步长的调整,就能够达到多重网格的加速效果,显著提升计算效率.

关键词：Walsh、函数、有限体积法、多重网格、间断、收敛速度

所属期刊栏目：54

分类号：V211.3(基础理论及试验)

资助基金：国家自然科学基金92052109

在线出版日期：2023-01-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：3418-3429