We present a meshfree numerical solver for the incompressible Navier-Stokes equations on oriented curved surfaces that are represented by surface point clouds. On curved surfaces, numerical challenges pertaining to stiffness and pressure-velocity coupling are exacerbated. Moreover, vector calculus on curved surfaces differs from its Euclidean counterpart. The presented method operates on surface point clouds in an Eulerian frame of reference without requiring a computational grid or mesh. It achieves consistent approximation in space and time with high order of accuracy; we demonstrate up to order six. The incompressibility constraint is locally imposed as a weak artificial compressibility approximation, avoiding global matrix inversion. We show that the method provides consistent and convergent approximations of surface vector fields and differential operators. We study the relationship between error, spatial resolution, and artificial Mach number and characterize the frequency spectrum of the artificial oscillations. We provide numerical solutions of the incompressible Navier-Stokes equations on symmetric surfaces, such as the sphere and torus, and on parametric and non-parametric asymmetric surfaces. Since the proposed method works directly on unstructured surface point clouds, it provides a promising approach for simulations on image-derived geometries, such as in biological morphogenesis from microscopy videos.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

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。
【NeurIPS2022】序列(推荐)模型分布外泛化:因果视角与求解
【论文笔记】图卷积的解释性技术
专知
18+阅读 · 2019年9月28日
【泡泡点云时空】基于分割方法的物体六维姿态估计
泡泡机器人SLAM
18+阅读 · 2019年9月15日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
【泡泡点云时空】PointConv: 3D点云的深度卷积网络
泡泡机器人SLAM
23+阅读 · 2019年6月12日
t-SNE:最好的降维方法之一
人工智能前沿讲习班
26+阅读 · 2019年2月24日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
0+阅读 · 今天15:30
军事域更好使用人工智能的实用指南
专知会员服务
8+阅读 · 10月22日
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
13+阅读 · 10月20日
Maven智能系统:帕兰提尔军事人工智能平台详解
专知会员服务
15+阅读 · 10月20日
《测试自动化框架在敏捷软件开发中的角色》
专知会员服务
8+阅读 · 10月20日
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
12+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
16+阅读 · 10月15日
相关VIP内容
【NeurIPS2022】序列(推荐)模型分布外泛化:因果视角与求解
相关资讯
【论文笔记】图卷积的解释性技术
专知
18+阅读 · 2019年9月28日
【泡泡点云时空】基于分割方法的物体六维姿态估计
泡泡机器人SLAM
18+阅读 · 2019年9月15日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
【泡泡点云时空】PointConv: 3D点云的深度卷积网络
泡泡机器人SLAM
23+阅读 · 2019年6月12日
t-SNE:最好的降维方法之一
人工智能前沿讲习班
26+阅读 · 2019年2月24日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员