Stabilizing poor mass conservation in incompressible flow problems with large irrotational forcing and application to thermal convection
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Date
2011
Volume
1671
Issue
Journal
Series Titel
Book Title
Publisher
Berlin : Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik
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Abstract
We consider the problem of poor mass conservation in mixed finite element algorithms for flow problems with large rotation-free forcing in the momentum equation. We provide analysis that suggests for such problems, obtaining accurate solutions necessitates either the use of pointwise divergence-free finite elements (such as Scott-Vogelius), or heavy grad-div stabilization of weakly divergence-free elements. The theory is demonstrated in numerical experiments for a benchmark natural convection problem, where large irrotational forcing occurs with high Rayleigh numbers.
Description
Keywords
Mixed finite elements, incompressible Navier-Stokes equations, poor mass conservation, graddiv stabilization, natural convection, Scott-Vogelius element
Citation
Galvin, K. J., Linke, A., Rebholz, L. G., & Wilson, N. E. (2011). Stabilizing poor mass conservation in incompressible flow problems with large irrotational forcing and application to thermal convection (Vol. 1671). Berlin : Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik.
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