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Erschienen in: Journal of Scientific Computing 3/2016

13.06.2015

A Decoupled Unconditionally Stable Numerical Scheme for the Cahn–Hilliard–Hele-Shaw System

verfasst von: Daozhi Han

Erschienen in: Journal of Scientific Computing | Ausgabe 3/2016

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Abstract

We propose a novel decoupled unconditionally stable numerical scheme for the simulation of two-phase flow in a Hele-Shaw cell which is governed by the Cahn–Hilliard–Hele-Shaw system (CHHS) with variable viscosity. The temporal discretization of the Cahn–Hilliard equation is based on a convex-splitting of the associated energy functional. Moreover, the capillary forcing term in the Darcy equation is separated from the pressure gradient at the time discrete level by using an operator-splitting strategy. Thus the computation of the nonlinear Cahn–Hilliard equation is completely decoupled from the update of pressure. Finally, a pressure-stabilization technique is used in the update of pressure so that at each time step one only needs to solve a Poisson equation with constant coefficient. We show that the scheme is unconditionally stable. Numerical results are presented to demonstrate the accuracy and efficiency of our scheme.

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Metadaten
Titel
A Decoupled Unconditionally Stable Numerical Scheme for the Cahn–Hilliard–Hele-Shaw System
verfasst von
Daozhi Han
Publikationsdatum
13.06.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Scientific Computing / Ausgabe 3/2016
Print ISSN: 0885-7474
Elektronische ISSN: 1573-7691
DOI
https://doi.org/10.1007/s10915-015-0055-y

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