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非均匀网格上的中心有限体积格式及其应用。 (英语) Zbl 1410.76266号

摘要:我们提出了一种新的非均匀网格上的一维非聚集中心格式,用于齐次双曲守恒律方程组的数值求解,并将其应用于两相流和具有或不具有引力效应的流体动力学。数值基格式是原Lax-Friedrichs格式的推广,是Nessyahu和Tadmor中心格式在非均匀不规则网格情况下的扩展。该方案的主要特点是其简单性和多功能性。事实上,所开发的方案演化出一个定义在非均匀网格单元中心的分段线性数值解,并且由于中间使用了一层交错单元,避免了单元界面上出现的黎曼问题的解决。使用斜率限制程序可以避免杂散振荡。然后验证了所开发的方案,并将其用于解决气固两相流问题中出现的经典问题。然后将所提出的格式扩展到具有源项的非齐次双曲系统的情况,特别是具有引力源项的欧拉方程的情况。所得数值结果与最近文献中出现的相应结果完全一致,从而证实了所提方法处理齐次和非齐次双曲方程组的效率和潜力。

MSC公司:

76个M12 有限体积法在流体力学问题中的应用
6500万08 含偏微分方程初值和初边值问题的有限体积法
76B15号机组 水波、重力波;色散和散射,非线性相互作用
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Arminjin,P。;斯坦内斯库,D。;Viallon,M.C.,可压缩流动Lax-Friedrichs和nessyahu-tadmor格式的二维有限体积扩展,(Hafez,M.;Oshima,K.,第六届计算流体动力学国际研讨会论文集,第四卷,(1995)),7-14
[2] Arminjin,P。;维亚永,M.C。;Madrane,A.,非结构网格上守恒定律Lax-Friedrichs和nessyahu-tadmor格式的有限体积扩展,数值应用修订版,国际计算杂志。流体动力学。,9, 1, 1-22, (1997) ·Zbl 0913.76063号
[3] Cockburn,B。;Lin,S.-Y。;Shu,C.-W.,Tvb Runge-Kutta局部投影非连续Galerkin有限元守恒定律方法iii:一维系统,J.Compute。物理。,84, 90-113, (1989) ·Zbl 0677.65093号
[4] Deledicque,V。;Papalexandris,M.V.,包含非保守产品的可压缩两相流模型的精确Riemann解算器,J.Compute。物理。,222, 217-245, (2007) ·Zbl 1216.76044号
[5] 德里斯,A.I。;Katsaounis,T.,《浅水方程的松弛方案》,国际数值杂志。方法流体,41,695-719,(2003)·Zbl 1023.76031号
[6] Drew,D。;Cheng,L。;Lahey,R.T.,《两相流中虚拟质量效应的分析》,《国际多相流杂志》,5,233,(1979)·兹比尔0434.76078
[7] Drew,D。;Passman,S.,多组分流体理论,应用。数学。科学。,135, (1998) ·Zbl 0919.76003号
[8] 恩瓦尔德,H。;佩拉诺,E。;Almstedt,A.E.,欧拉两相流理论在流态化中的应用,国际多相流杂志,222,21-66,(1986)·Zbl 1135.76409号
[9] Godunov,S.K。;Romenski,E.,《连续介质力学和守恒定律的要素》,(2003),Kluwer学术出版社/Plenum出版社,纽约·Zbl 1031.74004号
[10] Harten,A。;Engquist,B。;Osher,S。;Chakravarthy,S.,《均匀高阶基本无振荡格式》,III,J.计算。物理。,71, 231-303, (1987) ·Zbl 0652.65067号
[11] 石井,M。;Hibiki,T.,两相流的热流体动力学,(2006),Springer·兹比尔1204.76002
[12] 蒋国胜。;利维,D。;林,C.-T。;Osher,S。;Tadmor,E.,《双曲守恒律的非交错网格高分辨率非振荡中心格式》,SIAM J.Numer。分析。,35, 2147-2168, (1998) ·Zbl 0920.65053号
[13] 江,G。;Tadmor,E.,多维双曲守恒律的非振荡中心格式,SIAM J.Sci。计算。,19, 1892-1917, (1998) ·Zbl 0914.65095号
[14] Lax,P.D.,非线性双曲方程的弱解及其数值计算,Commun。纯应用程序。数学。,7, 159-193, (1954) ·Zbl 0055.19404号
[15] Lee,S.J。;Chang,K.S。;Kim,S.J.,双流体方程系统中的表面张力效应,《国际传热杂志》41,2821,(1998)·Zbl 0918.76062号
[16] LeVeque,R.J.,《双曲问题的有限体积方法》,(2002),剑桥大学出版社·Zbl 1010.65040号
[17] LeVeque,R.J。;米哈拉斯,D。;多菲,E。;Mueller,E.,天体物理流体流动的计算方法,(Steiner,O.;Gautschy,A.,第27期Saas-Fee高级课程讲稿,(1998),Springer-Verlag)·Zbl 0901.00013号
[18] 刘晓东。;Osher,S。;Chan,T.,加权基本非振荡格式,J.Compute。物理。,115, 200-212, (1994) ·兹伯利0811.65076
[19] 奈斯亚胡,H。;Tadmor,E.,《双曲守恒律的非振荡中心差分》,J.Compute。物理。,872408-463,(1990年)·Zbl 0697.65068号
[20] Ramshaw,J.D。;Trapp,J.A.,两相流方程组的特征、稳定性和短波长现象,Nucl。科学。工程师,66,93,(1978)
[21] Resnyanskya,A.D。;Bourne,N.K.,多孔材料的冲击波压缩,J.Appl。物理。,95, 1760-1769, (2004)
[22] Romenski,E。;Resnyansky,A.D。;Toro,E.F.,不同相压力和温度下可压缩两相流的保守双曲线公式,Quart。申请。数学。,65, 259, (2007) ·Zbl 1145.35430号
[23] Sainsaulieu,L.,基于近似roe-type Riemann解算器的两相流有限体积近似,J.Compute。物理。,121, 1-28, (1995) ·Zbl 0834.76070号
[24] Sod,G.A.,《非线性守恒律系统的有限差分方法综述》,J.Compute。物理。,27, 1-31, (1978) ·Zbl 0387.76063号
[25] Staedtke,H.,两相流的气体动力学特性,(2006),威利
[26] Stewart,H.B.,使用双流体模型计算两相流的稳定性,J.Compute。物理。,33, 259, 259-270, (1979) ·Zbl 0431.76078号
[27] Stewart,H.B。;Wendroff,B.,《两相流:模型和方法》,J.Compute。物理。,56, 363, 363-409, (1984) ·Zbl 0596.76103号
[28] Stuhmiller,J.H.,《界面压力对两相流模型方程特性的影响》,《国际多相流杂志》,3,551,551-560,(1977)·Zbl 0368.76085号
[29] Toro,E.F.,《自由表面浅流的冲击捕获方法》,(2001),威利父子有限公司·Zbl 0996.76003号
[30] Toro,E.F.,Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamics,(1999年),Springer-Verlag·Zbl 0923.76004号
[31] Touma,R.,《理想和浅水磁流体力学中带约束输运处理的非交错中心方案》,应用。数字。数学。,60, 7, 752-766, (2010) ·Zbl 1425.76194号
[32] 托马,R。;Arminjon,P.,三维理想磁流体动力学的带约束输运发散处理的中心有限体积格式,J.Comput。物理。,212, 2, 617-636, (2006) ·兹比尔1161.76523
[33] Touma,R.,《双曲型系统的中心非聚集有限体积格式:非定常浅水方程的应用》,应用。数学。计算。,213, 1, 47-59, (2009) ·兹比尔1165.76034
[34] 托马,R。;Khankan,S.,《一维和二维浅水方程组的Well-balanced非交错中心格式》,应用。数学。计算。,218, 10, 5948-5960, (2012) ·Zbl 1426.76433号
[35] 托马,R。;Jannoun,G.,《二维双曲守恒律非结构网格上的非振荡中心格式》,应用。数字。数学。,62, 8, 941-955, (2012) ·Zbl 1302.76116号
[36] 图米,I。;Kumbaro,A.,双流体模型的近似线性化Riemann解算器,J.Compute。物理。,124, 286, (1996) ·Zbl 0847.76056号
[37] van Leer,B.,《走向最终保守差分格式与戈杜诺夫方法的二阶续集》,J.Compute。物理。,32, 101-136, (1979) ·Zbl 1364.65223号
[38] Zeidan,D.,基于热力学兼容系统理论的可压缩两相流模型的数值求解,应用。数学。计算。,217, 5023-5040, (2011) ·Zbl 1428.76182号
[39] 泽丹,D。;Touma,R.,《关于气固两相流的计算》,Adv.Appl。数学。机械。,6, 49-74, (2014)
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