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第16卷第2期
低弗劳德数浅水流动的IMEX大时间步长有限体积方法

Georgij Bispen、K.R.Arun、Mária Luká_cová-Medvid’ová和Sebastian Noelle

公社。计算。物理。,16(2014),第307-347页。

在线发布:2014-08

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  • 摘要

我们提出了新的大时间步长方法来计算低弗劳德数限制。为了考虑到典型的多尺度现象出现在地球物理流中非线性通量被分割成线性部分控制引力波和非线性平流。我们建议快速近似线性波在时间和空间中通过真正的多维隐式传播进化算子。另一方面,我们显式地近似非线性平流部分通过特征法或某些标准在时间和空间上数值通量函数。时间积分通过隐式显式(IMEX)实现方法。我们应用IMEX Euler方案,两步龙格-库塔-克兰克-尼科尔森格式,以及半隐式BDF格式,并证明了其渐近保持性低弗劳德数限制中的属性。数值实验证明这些新的大时间步长有限体积格式的稳定性、准确性和鲁棒性关于小弗劳德数。

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35L65 76B15 65M08 65M0635L45 35L65型

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我们提出了新的大时间步长方法来计算低弗劳德数限制。为了考虑到典型的多尺度现象出现在地球物理流中非线性通量被分割成线性部分控制引力波和非线性平流。我们建议快速近似线性波在时间和空间中通过真正的多维隐式传播进化算子。另一方面,我们显式地近似非线性平流部分通过特征法或某些标准在时间和空间上数值通量函数。时间积分通过隐式显式(IMEX)实现方法。我们应用IMEX Euler方案,两步龙格-库塔-克兰克-尼科尔森格式,以及半隐式BDF格式,并证明了其渐近保持性低弗劳德数限制中的属性。数值实验证明这些新的大时间步长有限体积格式的稳定性、准确性和鲁棒性关于小弗劳德数。

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我们提出了新的大时间步长方法来计算低弗劳德数限制。为了考虑到典型的多尺度现象出现在地球物理流中非线性通量被分成线性部分控制引力波和非线性平流。我们建议快速逼近线性波在时间和空间中通过真正的多维隐式传播进化算子。另一方面,我们显式地近似非线性平流部分通过特征法或某些标准在时间和空间上数值通量函数。时间积分通过隐式显式(IMEX)实现方法。我们应用IMEX Euler方案,两步龙格-库塔-克兰克-尼科尔森格式,以及半隐式BDF格式,并证明了其渐近保持性低弗劳德数限制中的属性。数值实验证明这些新的大时间步长有限体积格式的稳定性、准确性和鲁棒性关于小弗劳德数。

Georgij Bispen、K.R.Arun、Mária Luká_cová-Medvid’ová和Sebastian Noelle。(2020). 低弗劳德数浅水流动的IMEX大时间步长有限体积方法。计算物理中的通信.16(2).307-347.doi:10.4208/cicp.040413.160114a
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