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A new class of higher-order decoupled schemes for the incompressible Navier-Stokes equations and applications to rotating dynamics

离散化 压缩性 纳维-斯托克斯方程组 耗散系统 伽辽金法 数学 时间离散化 数学分析 边值问题 间断伽辽金法 应用数学 物理 有限元法 机械 量子力学 热力学
作者
Ke Wu,Fukeng Huang,Jie Shen
出处
期刊:Journal of Computational Physics [Elsevier BV]
卷期号:458: 111097-111097 被引量:20
标识
DOI:10.1016/j.jcp.2022.111097
摘要

A new class of time discretization schemes for the Navier-Stokes equations with non-periodic boundary conditions is constructed by combining the SAV approach for general dissipative systems in [15] and the consistent splitting schemes in [10] . The new schemes are unconditionally stable, only require solving linear equations with constant coefficients at each time step, and can be up to six-order accurate in time. With a Legendre-Galerkin method in space, the full discretized schemes can efficiently treat the Coriolis force implicitly. Delicate numerical simulations for highly complex rotating flows are presented to validate the new schemes. • A new class of time discretization schemes for the NS equations is constructed. • The new schemes are unconditionally stable, highly efficient and up to six-order accurate in time. • Delicate numerical simulations for highly complex rotating flows are presented to validate the new schemes.
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