基于SUPG稳定有限元技术的纯对流耦合管涌模型

摘要

标准Galerkin法求解纯对流耦合管涌模型时易出现剧烈的数值振荡,严重影响计算质量及效率。从模型控制方程和标准Galerkin法的适用性两方面分析,指出模型控制方程中非线性对流项的出现使得方程具有非自伴随特征,导致总体矩阵非对称,破坏了标准Galerkin法的最佳近似特性,是产生剧烈数值振荡的本质原因。为消除振荡,采用稳定有限元技术Streamline Upwind Petrov/Galerkin(SUPG)对耦合管涌模型进行改进。研究表明:SUPG法能够有效抑制纯对流耦合管涌模型产生的剧烈数值振荡,并可以在较少单元的情况下获得比标准Galerkin法更满意的结果。