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平面上涡滴方法的保守积分器。 (英语) Zbl 07592121号

摘要:最近使用离散乘数法为多体系统推导出了保守积分器,特别是针对[A.T.S.Wan先生等,《计算杂志》。物理学。466,文章ID 111417,26 p.(2022;兹标07561092)]. 在本文中,我们扩展了这项工作,导出了一类涡团模型的保守对称二阶一步积分器。使用有理函数近似来近似哈密顿量中出现的指数积分。证明了守恒性和二阶收敛性。数值实验验证了这些积分器的保守性、二阶精度以及由此产生的涡滴方法的时空精度。此外,在可比较的计算时间上,导出的隐式保守积分器比标准的高阶显式积分器能更好地保持守恒量。

MSC公司:

65磅 常微分方程的数值方法
76亿 不可压缩无粘流体
65立方厘米 概率方法,随机微分方程

引文:

兹标07561092
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参考文献:

[1] Wan,A.T.S。;Bihlo,A。;Nave,J.-C.,《多体问题的保守积分器》,J.Compute。物理。,466,第111417条pp.(2022)·Zbl 07561092号
[2] 拉布德,R.A。;Greenspan,D.,运动方程数值积分的任意阶能量和动量守恒方法,Numer。数学。,26, 1, 1-16 (1976) ·Zbl 0382.65031号
[3] Simo,J.C。;北卡罗来纳州塔诺。;Wong,K.K.,非线性动力学的精确能量动量守恒算法和辛格式,计算。方法应用。机械。工程,100,163-116(1992)·Zbl 0764.73096号
[4] 莱姆库勒,B。;Reich,S.,《模拟哈密顿动力学》,剑桥应用和计算数学专著(2005),剑桥大学出版社
[5] 海尔,E。;卢比奇,C。;Wanner,G.,《几何-数值积分:常微分方程的结构保持算法》,《计算数学中的Springer级数》(2006),Springer Berlin Heidelberg·Zbl 1094.65125号
[6] Marsden,J.E。;West,M.,《离散力学与变分积分器》,《数值学报》。,10, 357-514 (2001) ·Zbl 1123.37327号
[7] Dorodnitsyn,V.,李群在差分方程、微分方程和积分方程中的应用及其应用(2010),CRC出版社
[8] Hydon,P.E.,《微分方程方法的差分方程》,剑桥应用和计算数学专著(2014),剑桥大学出版社·Zbl 1332.39001号
[9] Olver,P.J.,数值算法和对称性的几何基础,应用。代数工程通讯。计算。,11, 417-436 (2001) ·Zbl 0982.65135号
[10] Kim,P。;Olver,P.,《通过多空间进行几何整合》,Regul。混沌动力学。,9, 3, 213-226 (2004) ·Zbl 1068.65092号
[11] Bihlo,A。;Nave,J.-C.,使用进化投影技术的不变量离散化方案,SIGMA,9,52,1-23(2013)·Zbl 1288.65118号
[12] Wan,A.T.S。;Nave,J.-C.,关于保守方法的任意长期稳定性,SIAM J.Numer。分析。,56, 5, 2751-2775 (2018) ·Zbl 1405.65085号
[13] Beale,J.T。;Majda,A.,带显式速度核的高阶准确涡方法,J.Compute。物理。,58, 2, 188-208 (1985) ·Zbl 0588.76037号
[14] 牛顿,P.K.,《N涡问题:分析技术》(2001),施普林格出版社:纽约施普林格出版社·Zbl 0981.76002号
[15] Perlman,M.,《关于涡流方法的准确性》,J.Compute。物理。,59, 2, 200-223 (1985) ·Zbl 0585.76026号
[16] Hald,O.H.,欧拉方程涡旋方法的收敛性。二、 SIAM J.数字。分析。,16, 5, 726-755 (1979) ·Zbl 0427.76024号
[17] Beale,J.T。;Majda,A.,涡流方法。I.三维收敛,数学。计算。,39, 159, 1-27 (1982) ·Zbl 0488.76024号
[18] Beale,J.T。;Majda,A.,涡流方法。二: 二维和三维的高精度,数学。计算。,39, 159, 29-52 (1982) ·Zbl 0488.76025号
[19] Spalart,P.R.,分离流的数值模拟(1983年12月),加州斯坦福大学博士论文
[20] Cheer,A.Y.,《钝体和机翼不可压缩微粘性流动的数值研究》,SIAM J.Sci。统计计算。,4, 4, 685-705 (1983) ·Zbl 0524.76047号
[21] 斯帕拉特,P。;Leonard,A.,《用涡追踪算法计算分离流》(1981年),美国国家航空航天局,技术代表。
[22] Ghoniem,A。;Chorin,A。;Oppenheim,A.,预混气体湍流燃烧的数值模拟,Symp。,国际,库布斯特。,18,1,1375-1383(1981),第十八届燃烧研讨会(国际)
[23] Sethian,J.,《开放和封闭容器中的湍流燃烧》,J.Compute。物理。,54, 3, 425-456 (1984) ·Zbl 0594.76047号
[24] Leonard,A.,《流动模拟的旋涡方法》,J.Compute。物理。,37, 3, 289-335 (1980) ·兹比尔0438.76009
[25] 霍尔姆,D.D。;Jacobs,H.O.,《多极涡团(MVB):辛几何和动力学》,《非线性科学杂志》。,27, 973-1006 (2017) ·Zbl 1365.76212号
[26] Wan,A.T.S。;Bihlo,A。;Nave,J.-C,动力系统的守恒方法,SIAM J.Numer。分析。,55, 5, 2225-2285 (2017) ·Zbl 1375.65104号
[27] Olver,P.J.,李群在微分方程中的应用,数学研究生教材,第107卷(1986),Springer-Verlag:Springer-Verlag纽约·Zbl 0588.22001
[28] Bluman,G.W。;契维亚科夫,A.F。;Anco,S.C.,《对称方法在偏微分方程中的应用》(2010),Springer:Springer纽约·Zbl 1223.35001号
[29] 霍尔姆,D.D。;Nitsche,M。;Putkaradze,V.,Euler-alpha和涡丝和涡片运动的涡滴正则化,J.流体力学。,555, 149-176 (2006) ·Zbl 1090.76015号
[30] 科特特,G。;Koumoutsakos,P.D.,《旋涡方法:理论与实践》(2000),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社
[31] Batchelor,G.K.,《流体动力学导论》(1967),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社·Zbl 0152.44402号
[32] Olver,P.J.,李群在微分方程中的应用(2000),Springer:Springer New York·Zbl 0937.58026号
[33] 出版社,W.H。;Teukolsky,S.A。;韦特林,W.T。;Flannery,B.P.,《C中的数字配方》(1992),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社·Zbl 0778.65003号
[34] 科迪·W·J。;Thacher,H.C.J.,指数积分的有理切比雪夫近似(E_1(x)),数学。计算。,22, 103, 641-649 (1968) ·Zbl 0165.17702号
[35] Ralston,A.,具有最小误差边界的Runge-Kutta方法,数学。计算。,16, 431-437 (1962) ·Zbl 0105.31903号
[36] Lotkin,M.,关于Runge-Kutta方法的准确性,数学。表其他辅助计算。,5, 35, 128-133 (1951) ·Zbl 0044.33104号
[37] Rokhlin,V.,经典势理论积分方程的快速求解,J.Compute。物理。,60, 2, 187-207 (1985) ·Zbl 0629.65122号
[38] Greengard,L。;Rokhlin,V.,《粒子模拟的快速算法》,J.Compute。物理。,73, 2, 325-348 (1987) ·Zbl 0629.65005号
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