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. We prove that the resulting second-kind Fredholm integral equations are invertible. In the velocity potential formulation, invertibility is achieved after a physically motivated finite-rank correction. The integral equations for the two methods are closely related, one being the adjoint of the other after modifying it to evaluate the layer potentials on the opposite side of each interface. In addition to a background flow, both formulations allow for circulation around each obstacle, which leads to multiple-valued velocity potentials but single-valued stream functions. The proposed boundary integral methods are compatible with graph-based or angle-arclength parameterizations of the free surface. In the latter case, we show how to avoid curve reconstruction errors in interior Runge-Kutta stages due to incompatibility of the angle-arclength representation with spatial periodicity. The proposed methods are used to study gravity-capillary waves generated by flow over three elliptical obstacles with different choices of the circulation parameters. In each case, the free surface forms a structure resembling a Crapper wave that narrows and eventually self intersects in a splash singularity.


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,以两个维度为自由表面,背景流在一个定期的、倍增相连的流体域上,包括固定障碍和可变的底地地形。一种方法是用表面速度潜能来制定,而另一种方法是以螺旋面强度来发展。两种方法都采用以周期化的孔心内构件为形式的层潜力,以计算自由表面的正常速度。我们证明,由此产生的第二类Fredholm 整体方程式是不可倒置的。在速度潜能的公式中,在以物理为动力的定级修正后,可实现可倒置的结构。两种方法的综合方程式是紧密相连的,一种是用表面的表面速度潜力潜能,一种是以直径为直径的直径直径流,另一种是用直径直的直径直路面的直线度结构,后一种是用直径直径的直径直径直径的直径直径,后方形的直径直径直路路路路。

0
下载
关闭预览

相关内容

Integration:Integration, the VLSI Journal。 Explanation:集成,VLSI杂志。 Publisher:Elsevier。 SIT:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/integration/
【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
48+阅读 · 2020年7月4日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
109+阅读 · 2020年5月15日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
275+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
已删除
将门创投
5+阅读 · 2018年2月28日
Arxiv
1+阅读 · 2021年10月1日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
已删除
将门创投
5+阅读 · 2018年2月28日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员