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Accès ouvert déclaré 2026 article

A numerical study of pressure calculation in a two-phase lattice kinetic scheme: A comparison between explicit and implicit methods

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Rattachement africain : jp. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

In this study, we numerically evaluate a characteristic explicit pressure calculation method for the improved lattice kinetic scheme (LKS) for two-phase flows. The explicit scheme utilizes a pressure evolution equation and incorporates inner iterations to increase computational stability. For the comparative analysis, we introduce an implicit approach in which the pressure is calculated by solving the Poisson equation using the simplified marker and cell (SMAC) method. The primary objective is to elucidate the relationship between the number of inner iterations and the acoustic error in the improved LKS, which is verified through a comparative analysis with the implicit method. We perform benchmark simulations under identical conditions for three canonical two-phase flow problems: (i) a stationary droplet, (ii) a single rising bubble, and (iii) Rayleigh–Taylor instability. Our results reveal that the number of inner iterations in the improved LKS affects not only numerical stability but also pressure oscillations at the acoustic scale. Specifically, the frequency of the acoustic waves depends on the number of inner iterations. Particularly under external forces such as gravity, the use of many iterations leads to a lower frequency and faster decay of acoustic waves. The implicit scheme successfully suppresses such acoustic wave scale effects, resulting in smoother pressure evolution; however, in terms of computational efficiency, the explicit method significantly outperforms the implicit method. These findings elucidate the trade-offs among numerical stability, acoustic wave errors, and computational cost in two-phase simulations.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
A numerical study of pressure calculation in a two-phase lattice kinetic scheme: A comparison between explicit and implicit methods
Date Crossref
01/10/2026
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Tohoku University International Research Institute of Disaster Science pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Ltd. RiverLink Co. pays non établi dans la notice
    Entreprise

International Research Institute of Disaster Science — Tohoku University et RiverLink Co. — Ltd..

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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