2017年8月
安定でコンシスタントなルンゲ・クッタ-圧力方程式法による非圧縮性流体の高次精度時間積分法
第64回理論応用力学講演会
- 記述言語
- 日本語
- 会議種別
- 口頭発表(一般)
- 主催者
- 日本学術会議
- 開催地
- 東京
非圧縮性流体の解法として陰解法が用いられることは多いが,その一方で広い安定領域を
持つルンゲ・クッタ(RK)陽解法が高次時間積分の目的で使用される場合もある.
BraseyとHairerは非圧縮性ナビエ・ストークス方程式と同じ構造をもつ偏微分方程式につ
いてRK法の位数条件を調べ,3段3位の係数が唯一であること,4段4位が不可能であること
を証明した.SandersとKoren(SK)は4段法の係数を3種類示したが,それらは非圧縮性流体
に適用されたときに圧力の時間精度を2次とした.彼らは射影法を用いて圧力を2次精度
とする方法を2種類考案した.しかしSKの射影法では圧力の再構成が必要であり,非定常
境界条件に対して圧力の精度低下が避けられない.本研究では射影法ではなく速度修正
圧力ポアソン方程式法を用いることにより,速度と同じ時間精度をもつ圧力の計算が可能
であることを示した.計算結果をいくつかのベンチマーク問題に対して示す.
持つルンゲ・クッタ(RK)陽解法が高次時間積分の目的で使用される場合もある.
BraseyとHairerは非圧縮性ナビエ・ストークス方程式と同じ構造をもつ偏微分方程式につ
いてRK法の位数条件を調べ,3段3位の係数が唯一であること,4段4位が不可能であること
を証明した.SandersとKoren(SK)は4段法の係数を3種類示したが,それらは非圧縮性流体
に適用されたときに圧力の時間精度を2次とした.彼らは射影法を用いて圧力を2次精度
とする方法を2種類考案した.しかしSKの射影法では圧力の再構成が必要であり,非定常
境界条件に対して圧力の精度低下が避けられない.本研究では射影法ではなく速度修正
圧力ポアソン方程式法を用いることにより,速度と同じ時間精度をもつ圧力の計算が可能
であることを示した.計算結果をいくつかのベンチマーク問題に対して示す.
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