?
Spatial discretization of one-dimensional quasi-gasdynamic systems of equations and the entropy and energy balance equations
Доклады Академии наук. 2012. Vol. 86. No. 1. P. 464-468.
Научное направление:
Математика
Язык:
английский
Ключевые слова: газовая динамикаквазигазодинамическая система уравненийуравнение баланса энтропиибаротропная квазигазодинамическая система уравненийуравнение баланса энергиипространственная дискретизацияgas dynamicsquasi-gasdynamic system of equationsentropy balance equationbarotropic quasi-gas dynamics system of equationsenergy balance equationspace discretization
ПУБЛИКАЦИЯ ПОДГОТОВЛЕНА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПРОЕКТА:
Злотник А. А., Доклады Академии наук 2012 Т. 445 № 2 С. 127-131
Квазигазодинамические (КГД) системы уравнений являются основой для построения класса разностных методов решения задач газовой динамики. Вопросы теории КГД систем, построение разностных методов и разнообразные приложения подробно представлены в нескольких недавних монографиях. Для стандартной дискретизации КГД системы в пространственно одномерном случае (n=1) выполнено подробное тестирование, наглядно демонстрирующее ее хорошие свойства.
Принципиально, что для КГД системы уравнений справедлив ...
Добавлено: 5 июля 2012 г.
Злотник А. А., Журнал вычислительной математики и математической физики 2012 Т. 52 № 7 С. 1304-1316
Для квазигазодинамической системы уравнений справедлив закон неубывания полной энтропии. Основанные на ней разностные методы хорошо зарекомендовали себя в многочисленных практических и тестовых газодинамических расчетах.
Вместе с тем в теоретическом плане для стандартных дискретизаций по пространству этой системы даже в одномерном случае не удается получить точное выполнение этого закона из-за возникновения сеточных дисбалансных слагаемых.
Предлагается новая консервативная дискретизация ...
Добавлено: 30 июня 2012 г.
V.A. Gavrilin, A.A. Zlotnik, Computational Mathematics and Mathematical Physics 2015 Vol. 55 No. 2 P. 264-281
The one-dimensional quasi-gasdynamic system of equations in the form of mass, momentum, and total energy conservation laws with general gas equations of state is considered. A family of three-point symmetric spatial discretizations of this system is studied for which the internal energy equation has a suitable form (without imbalance terms). An entropy balance equation is ...
Добавлено: 21 февраля 2015 г.
Злотник А. А., Гаврилин В. А., Вестник Московского энергетического института 2016 № 1 С. 5-14
Изучается семейство трехточечных симметричных дискретизаций по пространству квазигидродинамической системы уравнений с общими уравнениями состояния газа. Выводится уравнение баланса энтропии. В нем вид сеточных дисбалансных слагаемых зависит от выбора усреднений плотности и внутренней энергии; для специальных усреднений недивергентные дисбалансные слагаемые равны 0. Выполняются расчеты известных тестов для системы уравнений Эйлера при различных уравнениях состояния. Их результаты ...
Добавлено: 9 октября 2015 г.
The quasigasdynamic (QGD) approach makes it possible to construct convenient and reliable difference schemes for the numerical solution of various gasdynamic problems. Its description can be found in several books. In particular, the Boltzmann kinetic equation for a mixture of monatomic gases is used to derive and test QGD equations for binary mixtures of nonreactive ...
Добавлено: 29 ноября 2014 г.
Chetverushkin B. N., Zlotnik A.A., Russian Journal of Mathematical Physics 2017 Vol. 24 No. 3 P. 299-309
We study a multidimensional hyperbolic quasi-gasdynamic (HQGD) system of equations containing terms with a regularizing parameter $\tau>0$ and 2nd order space and time derivatives; the body force is taken into account. We transform it to the form close to the compressible Navier-Stokes system of equations. Then we derive the entropy balance equation and show that ...
Добавлено: 19 июля 2017 г.
A.A. Zlotnik, Computational Mathematics and Mathematical Physics 2016 Vol. 56 No. 2 P. 303-319
Добавлено: 7 февраля 2016 г.
Гаврилин В. А., Злотник А. А., Журнал вычислительной математики и математической физики 2015 Т. 55 № 2 С. 267-284
Рассматривается одномерная квазигазодинамическая система уравнений в форме законов сохранения массы, импульса и полной энергии, с общими уравнениями состояния газа. Изучается семейство трехточечных симметричных дискретизаций по пространству этой системы, для которых уравнение внутренней энергии также имеет надлежащий вид (без дисбалансных слагаемых). Выводится уравнение баланса энтропии и выясняется влияние выбора дискретизаций различных слагаемых на вид сеточных дисбалансных ...
Добавлено: 10 октября 2014 г.
Zlotnik A., Russian Journal on Numerical Analysis and Mathematical Modelling 2018 Vol. 33 No. 3 P. 199-210
Добавлено: 16 декабря 2017 г.
Квазигазодинамический (КГД) подход, позволяющий строить удобные и надежные разностные схемы для численного решения разнообразных задач газовой динамики, к настоящему времени представлен в нескольких монографиях. В одной из них на основе кинетического уравнения Больцмана в форме, применимой для смеси одноатомных газов, была выведена и апробирована КГД система уравнений бинарных смесей нереагирующих совершенных политропных газов. ...
Добавлено: 27 августа 2014 г.
Злотник А. А., Ломоносов Т. А., Журнал вычислительной математики и математической физики 2019 Т. 59 № 3 С. 481-493
Изучаются явные двухслойные по времени и симметричные по пространству разностные схемы, построенные посредством аппроксимации 1D баротропных квазигазо/квазигидродинамических систем уравнений. Они линеаризуются на постоянном решении с ненулевой скоростью, и для них выводятся как необходимые, так и достаточные условия $L^2$-диссипативности решений задачи Коши в зависимости от числа Маха. Эти условия различаются между собой не более чем в 2 раза. Результаты ...
Добавлено: 26 сентября 2018 г.
Злотник А.А., Четверушкин Б. Н., Доклады Российской академии наук. Математика, информатика, процессы управления (ранее - Доклады Академии Наук. Математика) 2017 Т. 474 № 1 С. 22-27
Выполняется анализ баланса энтропии для одномерной гиперболической квазигазодинамической (ГКГД) системы уравнений. В частности, выясняется, что при регулярных режимах течения поведение энтропии в основном определяется слагаемыми естественной вязкости и теплопроводности. Отличие в производстве полной энтропии по сравнению с уравнениями Навье-Стокса вязкого сжимаемого теплопроводного газа составляют слагаемые порядка $O(\tau^2)$, где $\tau$ - параметр релаксации. Дополнительно для более ...
Добавлено: 10 января 2017 г.
Злотник А. А., Математическое моделирование 2012 Т. 24 № 10 С. 51-64
Для баротропной квазигазодинамической системы уравнений справедлив закон невозрастания полной энергии. Но для ее стандартных дискретизаций даже в пространственно одномерном случае выполнение этого закона обеспечить не удается – возникают сеточные дисбалансные слагаемые. Предлагается новая консервативная симметричная по пространству дискретизация этой системы, для которой выводится уравнение энергетического баланса надлежащего вида и гарантировано невозрастание полной энергии (это имеет ...
Добавлено: 12 ноября 2012 г.
Федченко А. С., Journal of Mathematical Sciences 2023 Vol. 270 No. 6 P. 815-826
Рассмотрены регуляризованные системы уравнений многокомпонентной газовой смеси в баротропном многоскоростном и односкоростном случаях. Для них выведены уравнения энергетического баланса.
Для системы уравнений в односкоростном случае изучена система, линеаризованная на постоянном решении, и для слабых решений начально-краевой задачи, установлены существование, единственность и $L^2$-диссипативность . ...
Добавлено: 11 мая 2023 г.
Злотник А.А., Доклады Академии наук 2010 Т. 431 № 5 С. 605-609
Квазигазодинамическая (КГД) система уравнений была предложена Б.Н. Четверушкиным и Т.Г. Елизаровой и затем модифицировалась Т.Г. Елизаровой и Ю.В. Шеретовым. Она рассматривалась только с уравнениями состояния совершенного политропного газа. В работе предложено ее обобщение на случай общих уравнений состояния, связанных равенством Максвелла и удовлетворяющих условиям термодинамической устойчивости. Для КГД системы с общими уравнениями состояния выведен закон ...
Добавлено: 22 декабря 2015 г.
Злотник А. А., Журнал вычислительной математики и математической физики 2016 Т. 56 № 2 С. 301-317
Рассматривается многомерная баротропная квазигазодинамическая система уравнений в форме законов сохранения массы и импульса, с общим уравнением состояния газа $p=p(\rho)$ с $p'(\rho)>0$ и потенциальной массовой силой. Для нее строятся две новые симметричные дискретизации по пространству на неравномерной прямоугольной сетке (с заданием плотности и скорости в узлах основной сетки, а компонент регуляризованного потока массы и тензора вязких ...
Добавлено: 20 июля 2015 г.
Злотник А. А., Ломоносов Т. А., Доклады Академии наук 2018 Т. 482 № 4 С. 375-380
Изучается явная двухслойная по времени и симметричная по пространству разностная схема, аппроксимирующая 1D квазигазодинамическую систему уравнений. Она линеаризуется на постоянном решении и для нее выводятся новые как необходимые, так и достаточные условия $L^2$-диссипативности решений задачи Коши, в том числе впервые при ненулевой фоновой скорости в зависимости от числа Маха.
Показано, что можно обеспечить независимость условия на число ...
Добавлено: 21 мая 2018 г.
Злотник А.А., Ломоносов Т.А., В кн. : Межвузовская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов им. Е.В. Арменского. : М. : МИЭМ НИУ ВШЭ, 2017. С. 37-38.
Рассматриваются явные двухслойные по времени и симметричные трехточечные по пространству разностные схемы для системы уравнений одномерной баротропной газовой динамики. Схемы основаны на специальных квазигазо/гидродинамических регуляризациях этой системы. Для линеаризованных на постоянном решении схем выводятся необходимое условие типа фон Неймана и критерий слабой консервативности задачи Коши по начальным данным в пространстве суммируемых с квадратом функций. Выполнено ...
Добавлено: 16 декабря 2017 г.
Злотник А. А., Doklady Mathematics 2010 Vol. 81 No. 2 P. 312-316
Квазигазодинамическая (КГД) система уравнений была предложена Б.Н. Четверушкиным и Т.Г. Елизаровой и затем модифицировалась Т.Г. Елизаровой и Ю.В. Шеретовым. Она рассматривалась только с уравнениями состояния совершенного политропного газа. В работе предложено ее обобщение на случай общих уравнений состояния, связанных равенством Максвелла и удовлетворяющих условиям термодинамической устойчивости. Для КГД системы с общими уравнениями состояния выведен закон ...
Добавлено: 22 декабря 2015 г.
Елизарова Т. Г., Злотник А.А., Истомина М. А., / Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук. 2017. № 1.
Выведены новые аксиально симметричные стационарные решения баротропных уравнений Эйлера с массовой силой в изэнтропическом и изотермическом случаях. Они использованы в качестве начальных распределений в нестационарной задаче. С помощью квазигазодинамического подхода выполнены численные эксперименты по развитию малых начальных возмущений угловой скорости и формировании крупных структур в виде "рукавов'' плотности, с их раздвоением и уменьшением момента импульса ...
Добавлено: 20 декабря 2016 г.
Злотник А. А., Ломоносов Т. А., Doklady Mathematics 2018 Vol. 98 No. 2 P. 458-463
Добавлено: 12 сентября 2018 г.
Злотник А. А., Доклады Академии наук 2016 Т. 469 № 4 С. 402-408
В физической и математической теории уравнений Эйлера невязкого нетеплопроводного газа и уравнений Навье-Стокса вязкого теплопроводного газа существенную роль играет закон неубывания энтропии. В численных методах решения задач газовой динамики выполнение этого закона тоже важно как с позиций теории, так и практики, причем интерес к этому вопросу растет в последние годы. Квазигазодинамические (КГД) системы уравнений ...
Добавлено: 15 апреля 2016 г.
А. А. Злотник, Т. А. Ломоносов, Доклады Российской академии наук. Математика, информатика, процессы управления (ранее - Доклады Академии Наук. Математика) 2020 Т. 492 № 1 С. 31-37
Изучается явная двухслойная симметричная по пространству разностная схема для системы многoмерных уравнений баротропной газовой динамики с квазигазодинамической регуляризацией, линеаризованной на постоянном решении (с произвольной скоростью). Спектральным методом выводятся критерий и как необходимые, так и достаточные условия $L^2$-диссипативности решений задачи Коши для схемы. В них число Куранта равномерно ограничено по числу Маха. ...
Добавлено: 4 марта 2020 г.
Zlotnik A. A., Chetverushkin B. N., Doklady Mathematics 2017 Vol. 95 No. 3 P. 276-281
Entropy balance in the one-dimensional hyperbolic quasi-gasdynamic (HQGD) system of equations is analyzed. In regular flow regimes, it is shown that the behavior of entropy in the HQGD system is determined by terms involving the natural viscosity and thermal conductivity coefficients. The total entropy production differs from the Navier–Stokes equations for viscous compressible heat-conducting gases ...
Добавлено: 25 апреля 2017 г.