用于模拟流体复杂流动现象的高精度ALE-DG算法

报告题目：用于模拟流体复杂流动现象的高精度ALE-DG算法

报告人：武文斌，北京大学工学院博士后

报告时间：2021年7月2日9:00-11:00

报告地点：海涵楼（2号实验楼）313

邀请人：张桂勇教授

主办：工业装备结构分析国家重点实验室

摘要：

拉格朗日间断伽辽金（DG）方法能够直接追踪流体质点的位置，准确获取多介质界面信息。然而，当流体发生大变形或者强扭转现象时，计算网格会随之扭曲变形，网格质量恶化进一步造成计算精度不足与稳定性缺失，甚至导致计算中断。为了解决含大变形与强扭曲的复杂流动问题，我们发展了间接ALE-DG原创算法，实现了可压缩流体大变形、强扭转以及强冲击现象的高精度计算。该算法包括拉格朗日计算、网格拓扑优化以及物理量重映等三个主要步骤。首先，采用DG算法对拉格朗日框架下的可压缩欧拉方程进行空间离散，利用声学黎曼求解器计算节点的运动速度与单元边界上的数值通量。其次，当流体产生大变形网格质量恶化时，采用自适应拓扑优化技术改变及优化网格拓扑关系，提高算法的稳定性。最后，运用高阶守恒重映算法将旧网格上的物理量重映到新的优化网格上。与传统拉格朗日网格法相比，所发展的高精度间接ALE-DG算法在计算精度与鲁棒性上面都展现出了显著的优越性。

报告人简介：

武文斌北京大学工学院博士后。2010年至2019年就读于哈尔滨工程大学船舶工程学院，先后获得工学学士、工学博士学位。2017年受国家留学基金委公派项目的资助，赴英国伯明翰大学进行为期1年的学习深造。2019年于北京大学工学院从事博士后研究工作。主要研究方向是船舶与海洋工程流固耦合动力学、水下爆炸结构毁伤预报、计算力学理论及应用等方面。以第一作者身份在《Journal of Computational Physics》、《OceanEngineering》、《Physics of Fluids》、《Physical Review Fluids》等期刊上发表SCI论文6篇。主持国家自然科学基金青年项目1项，中国博士后基金面上项目1项。