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第31卷第1期
静态Hamilton-Jacobi方程的高阶有限差分Hermite WENO定点快速扫描法

任玉鹏,玉龙星&邱建贤

Commun公司。计算。物理。,31(2022年),第154-187页。

在线发布:2021-12

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  • 摘要

本文将[43]中的非线性HWENO重建与使用高斯-赛德尔快速扫描策略进行定点迭代,以解决静态最近在[22]中开发的新型HWENO框架中的Hamilton-Jacobi方程。拟议的HWENO框架有几个优点。首先,与传统的HWENO框架,提出的方法不需要引入用于更新未知函数$\phi$的导数的附加辅助方程。现在,它们是根据$\phi$的当前值和$\phi$s以前的空间导数计算出来的。这种方法节省了计算存储和CPU时间提高了传统HWENO方案的计算效率。此外,与传统的WENO方法相比,HWENO的重建模板方法变得更加紧凑,边界处理更加简单,并且在同一网格上的数值误差更小。第二,定点快速扫描方法用于更新数值近似值。这是一种显式方法不涉及非线性哈密顿量的逆运算,因此任何具有复哈密顿的哈密顿-雅可比方程都可以很容易地求解。它还解决了一些已知问题,包括迭代次数对非线性权重中使用的参数$ε$非常敏感,如之前的研究所观察到的。最后,为了进一步为了降低计算量,提出了一种混合策略。对二维问题进行了大量的数值实验,证明了提出的定点快速扫描HWENO方法具有良好的性能。

  • AMS主题标题

65M60、35L65

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xing.205@osu.edu(玉龙星)

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本文将[43]中的非线性HWENO重建与使用高斯-赛德尔快速扫描策略进行定点迭代,以解决静态最近在[22]中开发的新型HWENO框架中的Hamilton-Jacobi方程。拟议的HWENO框架有几个优点。首先,与传统的HWENO框架,提出的方法不需要引入更新未知函数$\phi$导数的附加辅助方程。现在,它们是根据$\phi$的当前值和$\phi$s以前的空间导数计算出来的。这种方法节省了计算存储和CPU时间提高了传统HWENO方案的计算效率。此外,与传统的WENO方法相比,HWENO的重建模板方法变得更紧凑,边界处理更简单,在同一网格上的数值误差更小。第二,定点快速扫描方法用于更新数值近似。这是一种显式方法不涉及非线性哈密顿量的逆运算,因此任何具有复哈密顿的哈密顿-雅可比方程都可以很容易地求解。它还解决了一些已知问题,包括迭代次数对非线性权重中使用的参数$ε$非常敏感,如之前的研究所观察到的。最后,为了进一步为了降低计算量,提出了一种混合策略。对二维问题进行了大量的数值实验,证明了提出的定点快速扫描HWENO方法具有良好的性能。

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本文将[43]中的非线性HWENO重建与使用高斯-赛德尔快速扫描策略进行定点迭代,以解决静态最近在[22]中开发的新型HWENO框架中的Hamilton-Jacobi方程。拟议的HWENO框架有几个优点。首先,与传统的HWENO框架,提出的方法不需要引入更新未知函数$\phi$导数的附加辅助方程。现在,它们是根据$\phi$的当前值和$\phi$s以前的空间导数计算出来的。这种方法节省了计算存储和CPU时间提高了传统HWENO方案的计算效率。此外,与传统的WENO方法相比,HWENO的重建模板方法变得更紧凑,边界处理更简单,在同一网格上的数值误差更小。第二,定点快速扫描方法用于更新数值近似值。这是一种显式方法不涉及非线性哈密顿量的逆运算,因此任何具有复哈密顿的哈密顿-雅可比方程都可以很容易地求解。它还解决了一些问题已知问题,包括迭代次数对非线性权重中使用的参数$ε$非常敏感,如之前的研究所观察到的。最后,为了进一步为了降低计算量,提出了一种混合策略。对二维问题进行了大量的数值实验,证明了所提出的定点快速扫描HWENO方法具有良好的性能。

任玉鹏、邢玉龙和邱建贤。(2021). 静态Hamilton-Jacobi方程的高阶有限差分Hermite WENO定点快速扫描方法。计算物理学中的通信.31(1).154-187.doi:10.4208/cicp。OA-2021-0079号
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