We present two accurate and efficient algorithms for solving the incompressible, irrotational Euler equations with a free surface in two dimensions with background flow over a periodic, multiply-connected fluid domain that includes stationary obstacles and variable bottom topography. One approach is formulated in terms of the surface velocity potential while the other evolves the vortex sheet strength. Both methods employ layer potentials in the form of periodized Cauchy integrals to compute the normal velocity of the free surface, are compatible with arbitrary parameterizations of the free surface and boundaries, and allow for circulation around each obstacle, which leads to multiple-valued velocity potentials but single-valued stream functions. We prove that the resulting second-kind Fredholm integral equations are invertible, possibly after a physically motivated finite-rank correction. In an angle-arclength setting, we show how to avoid curve reconstruction errors that are incompatible with spatial periodicity. We use the proposed methods to study gravity-capillary waves generated by flow around several elliptical obstacles above a flat or variable bottom boundary. In each case, the free surface eventually self-intersects in a splash singularity or collides with a boundary. We also show how to evaluate the velocity and pressure with spectral accuracy throughout the fluid, including near the free surface and solid boundaries. To assess the accuracy of the time evolution, we monitor energy conservation and the decay of Fourier modes and compare the numerical results of the two methods to each other. We implement several solvers for the discretized linear systems and compare their performance. The fastest approach employs a graphics processing unit (GPU) to construct the matrices and carry out iterations of the generalized minimal residual method (GMRES).


翻译:我们提出了两种准确而高效的算法,以解决不压缩的、不旋转的电动方程式,在两个维度上自由表面,其背景在两个维度上流动,背景在定期的、多相连接的流体域上流动,包括固定障碍和不同底地形。一种方法是用表面速度潜能来制定,而另一种方法则演化涡旋板的强度。两种方法都以周期性卡奥氏整体的形式利用层层潜力来计算自由表面的正常速度,与自由表面和边界的任意参数相容,并允许每个障碍环绕每个障碍,导致多值速度潜力,但单一值的流函数。我们证明,由此产生的第二种Fredholm整体方程式是不可忽略的,可能是在物理驱动的定级校正校正修正之后。在角纵深环境中,我们展示如何避免与空间周期不相容的曲线重建错误。我们使用拟议的方法来研究在平坦或可变底边界上的若干螺旋障碍产生的重心流波波波。我们每个案例都比较了各自速度单位的精确度。我们最后用自由地平流方法来测量地平面和直流的精确度,我们用平流的平流的平地平流法度来评估。我们用平流的平流的平流法度和直流的平流法度来评估。我们用平基底底底底底底底底底底底底的平流的平流的精确度的精确度,我们用一个直路,我们的平流法,我们用自由地压法,我们用一个直路路路路路路路路路路路路路,用一个直路路路,我们用一个直路路,我们用一个直路,我们用一个直路,我们用一个直路,我们用一个直路,我们用一个直路,我们用一个直路,我们用一个直路路,我们用一个直路路路路路路,我们用一个直路路,我们用一个直路,我们用一个直路的直路,我们用一个直路,我们用一个直路,我们用一个直路的直路的直路的直路的直路,我们用一个直路的直路。我们用一个直路路的平路的直路的直路路路的直路的

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Surface 是微软公司( Microsoft)旗下一系列使用 Windows 10(早期为 Windows 8.X)操作系统的电脑产品,目前有 Surface、Surface Pro 和 Surface Book 三个系列。 2012 年 6 月 18 日,初代 Surface Pro/RT 由时任微软 CEO 史蒂夫·鲍尔默发布于在洛杉矶举行的记者会,2012 年 10 月 26 日上市销售。
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