A Jacobian‐free Newton–Krylov method for thermalhydraulics simulations
Notice bibliographique
Résumé
Summary The current paper is focused on investigating a Jacobian‐free Newton–Krylov (JFNK) method to obtain a fully implicit solution for two‐phase flows. In the JFNK formulation, the Jacobian matrix is not directly evaluated, potentially leading to major computational savings compared with a simple Newton's solver. The objectives of the present paper are as follows: (i) application of the JFNK method to two‐fluid models; (ii) investigation of the advantages and disadvantages of the fully implicit JFNK method compared with commonly used explicit formulations and implicit Newton–Krylov calculations using the determination of the Jacobian matrix; and (iii) comparison of the numerical predictions with those obtained by the Canadian Algorithm for Thermaulhydraulics Network Analysis 4. Two well‐known benchmarks are considered, the water faucet and the oscillating manometer. An isentropic two‐fluid model is selected. Time discretization is performed using a backward Euler scheme. A Crank–Nicolson scheme is also implemented to check the effect of temporal discretization on the predictions. Advection Upstream Splitting Method+ is applied to the convective fluxes. The source terms are discretized using a central differencing scheme. One explicit and two implicit formulations, one with Newton's solver with the Jacobian matrix and one with JFNK, are implemented. A detailed grid and model parameter sensitivity analysis is performed. For both cases, the JFNK predictions are in good agreement with the analytical solutions and explicit profiles. Further, stable results can be achieved using high CFL numbers up to 200 with a suitable choice of JFNK parameters. The computational time is significantly reduced by JFNK compared with the calculations requiring the determination of the Jacobian matrix. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».