Grad-Div Kararlılaştırılmış BDF-2 Zaman Adımlı Leray-α Modelinin Sayısal Analizi

DOĞRU P., ÇIBIK A. B.

Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Dergisi, cilt.2, sa.2, ss.1-13, 2021 (Hakemli Dergi)

Özet

Bu çalışmada, sık kullanılan bir türbülans modeli olan Leray-α modeli için grad-div kararlılaştırması incelenmiştir. Oluşturulan şema, sıkıştırılamaz zamana bağlı NSD’nin doğrusallaştırılmış ikinci mertebeden geri doğru fark (BDF2) formülüne dayalıdır ve uzayda sonlu eleman ile ayrıklaştırılmış bir Navier-Stokes sistemi üzerinde uygulanmaktadır. Ayrıca oluşturulan şemaya, kütle korunumunu iyileştirdiği ve basıncın hız hatası üzerindeki etkisini azalttığı için γ parametreli bir grad-div stabilizasyon terimi dâhil edilmiştir. Çalışmada, BDF2 zaman ayrıklaştırması ile elde edilen tamamen ayrık yaklaşımın çözümünün kararlı ve yakınsak olduğu gösterilmiştir. Son olarak da teorik yakınsama oranlarını doğrulamak için önerilen algoritmanın etkinliğini gösteren sayısal testler sunulmuştur.