Open AccessA Cartesian grid method for the three-dimensional numerical simulation of shock wave propagation in complex-shape domains with moving boundaries
Author(s) -
V. V. Elesin,
D. A. Sidorenko,
П. С. Уткин
Publication year - 2019
Publication title -
vyčislitelʹnye metody i programmirovanie
Language(s) - English
Resource type - Journals
eISSN - 1726-3522
pISSN - 0507-5386
DOI - 10.26089/nummet.v20r327
Subject(s) - regular grid , cartesian coordinate system , shock wave , grid , domain (mathematical analysis) , computer simulation , shock (circulatory) , computer science , mesh generation , numerical analysis , geometry , algorithm , finite element method , mathematical analysis , mathematics , mechanics , physics , simulation , medicine , thermodynamics
Статья посвящена разработке и количественной оценке свойств вычислительного алгоритма метода декартовых сеток для трехмерного математического моделирования распространения ударных волн в областях сложной изменяющейся формы. Представлено подробное описание вычислительного алгоритма, ключевым элементом которого является определение численного потока через грани, по которым внутренние, регулярные ячейки расчетной области соседствуют с внешними, пересекаемыми границами тел ячейками. Работоспособность алгоритма продемонстрирована в результате сравнения рассчитанных и экспериментальных данных в задачах о взаимодействии ударной волны с неподвижной сферой и подвижной частицей. This paper is devoted to the development and quantitative estimation of a numerical algorithm based on the Cartesian grid method for the threedimensional mathematical simulation of shock wave propagation in domains of complex varying shapes. A detailed description of the numerical algorithm is presented. Its key element is the specification of numerical fluxes through the edges that are common for the inner regular cells of the computational domain and the outer cells intersected by the boundaries of the bodies. The efficiency of the algorithm is shown by comparing the numerical and experimental data in the problems of interaction of a shock wave with a fixed sphere and a moving particle.