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限制器、神经网络和多项式消元在高阶FD/FV格式中的应用。 (英语) Zbl 07742012号

双曲守恒定律出现在许多物理现象的模型中,自20世纪50年代以来一直是研究的热点。众所周知,一阶方法具有良好的稳定性(即使在存在冲击的情况下),并保留了良好的物理约束,但其准确性有限(它们确实是一阶方法)。另一方面,高阶方法具有较高的精度,但存在不稳定性问题,需要特别修改以对解施加物理约束。已经提出了几种将一阶方法(在具有不连续性的区域)和高阶方法(解决方案光滑的区域)相结合的技术,本文将混合方案从[S.-C.克莱因,BIT 62,No.4,1673–1701(2022;Zbl 1503.65202号)]基于凸组合的低阶和高阶方法,有多种方式。首先,他们提高了对解决方案实施物理约束的能力。此外,他们还提出了两种选择控制凸组合的参数的方法,一种基于神经网络,另一种基于多项式消元。本文给出了一维标准形式的双曲守恒律的结果。空间离散化基于有限体积法。数值通量是经典Godunov型通量和高阶熵守恒通量的凸组合。然后,将标准方法应用于剩余的含时常微分方程,可以得到一个完全离散的格式。对于所提出的方法,可以找到充分的条件,如果通过参数控制方案的凸组合来满足,则可以保证混合方法满足局部熵不等式或生成正压力/密度近似。最后一节介绍了突出该方法性能的数值实验,并比较了本文中提出的不同方法(用于计算的实现显然可以在线免费获得)。

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6500万08 含偏微分方程初值和初边值问题的有限体积法
6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
65号08 含偏微分方程边值问题的有限体积法
65升06 常微分方程的多步、Runge-Kutta和外推方法
68T07型 人工神经网络与深度学习
35升65 双曲守恒律
76N15型 气体动力学(一般理论)
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