计算流体力学的时空观:模型的时空关联性及算法的时空耦合性

摘要

流体力学中波的有限传播、粒子的碰撞、各种力之间相互作用,无不体现时空关联效应.本文从计算方法的视角探讨计算流体力学的时空观,即流体力学模型的时空关联性和计算方法的时空耦合性.从流体力学微团法建模出发,明确模型时空关联性的涵义,建立有限体积格式的基本原理,阐述算法时空耦合的必要性,实现流体力学基本控制方程物理建模与有限体积格式数学原理的统一.在实践中,给出时空耦合高精度数值方法设计思路,利用算例比较它与时空解耦方法的差别.期望通过时空观的建立,对未来计算流体力学的算法研究提供帮助.