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第4卷第2期
拉格朗日坐标系下SPH方法的一种新的稳定形式

A.Ferrari、M.Dumbser、E.F.Toro和A.Armanini

Commun公司。计算。物理。,4(2008年),第378-404页。

在线发布:2008-04

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  • 摘要

本文的目的是通过提出一种替代方法来解决经典SPH方法的一些故障点。首先,我们关注两种不同SPH格式的稳定性问题,一种是基于Vila[25]和另一个是在本文中提出的,它模拟了经典的1D-Lax-Wendroff格式。在这两种方法中,去掉了经典的SPH人工粘度项,但保留了方法的线性稳定性,通过冯·诺依曼稳定性分析。此外分析了气体动力学方程。提出了一种在拉格朗日坐标系下使用Godunov型SPH格式的替代方法。这不仅仅是提高了数值解的准确性,但也确保了使用拉格朗日质量坐标系中粒子的等距分布。三个不同的一阶Godunov型SPH格式的Riemann解算器在拉格朗日坐标,即基于精确黎曼解算器的戈杜诺夫通量,Rusanov通量和一个新的修正Roe通量,遵循Munz的工作[17]。一些求解了著名的一维数值激波管试验案例[22],将拉格朗日坐标系下Godunov型SPH格式的数值解与欧拉坐标系下的一阶Godunov有限体积法及其标准带有莫纳根粘度项的SPH方案。

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本文的目的是通过提出一种替代方法来解决经典SPH方法的一些故障点。首先,我们关注两种不同SPH格式的稳定性问题,一种是基于Vila[25]和另一个是在本文中提出的,它模拟了经典的1D-Lax-Wendroff格式。在这两种方法中,去掉了经典的SPH人工粘度项,但保留了方法的线性稳定性,通过冯·诺依曼稳定性分析。此外分析了气体动力学方程。提出了一种在拉格朗日坐标系下使用Godunov型SPH格式的替代方法。这不仅仅是提高了数值解的准确性,但也确保了使用拉格朗日质量坐标系中粒子的等距分布。三个不同的Riemann解算器用于中的一阶Godunov型SPH方案拉格朗日坐标,即基于精确黎曼解算器的戈杜诺夫通量,Rusanov通量和一个新的修正Roe通量,遵循Munz的工作[17]。一些求解了著名的一维数值激波管试验案例[22],将拉格朗日坐标系下Godunov型SPH格式的数值解与欧拉坐标系下的一阶Godunov有限体积法及其标准带有莫纳根粘度项的SPH方案。

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本文的目的是通过提出一种替代方法来解决经典SPH方法的一些故障点。首先,我们关注两种不同SPH格式的稳定性问题,一种是基于Vila[25]和另一个是在本文中提出的,它模拟了经典的1D-Lax-Wendroff格式。在这两种方法中,去掉了经典的SPH人工粘度项,但保留了方法的线性稳定性,通过冯·诺依曼稳定性分析。此外分析了气体动力学方程。提出了一种替代方法,包括在拉格朗日坐标系中使用Godunov型SPH格式。这不仅仅是提高了数值解的准确性,但也确保了使用拉格朗日质量坐标系中粒子的等距分布。三个不同的一阶Godunov型SPH格式的Riemann解算器在拉格朗日坐标,即基于精确黎曼解算器的戈杜诺夫通量,Rusanov通量和一个新的修正Roe通量,遵循Munz的工作[17]。一些求解了著名的一维数值激波管试验案例[22],将拉格朗日坐标系下Godunov型SPH格式的数值解与欧拉坐标系下的一阶Godunov有限体积法及其标准带有Monaghan粘度项的SPH方案。

A.Ferrari、M.Dumbser、E.F.Toro和A.Armanini。(2020). 拉格朗日坐标系下SPH方法的一个新的稳定版本。计算物理学中的通信.4(2).378-404.数字对象标识:
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