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2D Boussinesq方程建模的谱/(hp)间断Galerkin方法。 (英语) Zbl 1084.76058号

摘要:我们提出了在非结构化三角网格上模拟弱非线性和色散水波的谱/(hp)间断Galerkin方法,该方法由一组深度积分Boussinesq方程描述。在求解方程时,考虑了两种不同的公式:直接求解耦合动量方程和“标量法”,其中波动连续性方程作为中间步骤进行求解。我们证明了这些方法是完全等价的,并且在精度、收敛性和时间步长限制方面给出了相同的结果。然而,标量方法不仅需要较少的存储,而且对于高阶扩展来说,CPU效率更高。

MSC公司:

76平方米2 谱方法在流体力学问题中的应用
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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UMFPACK公司
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Ambrosi,D。;Quartapelle,L.,模拟非线性色散水波的Taylor Galerkin方法,计算物理学杂志,146546-569(1998)·Zbl 0932.76031号
[2] Antunes Do Carmo,J.S。;Seabra Santos,F.J。;Barthélemy,E.,《浅水中的表面波传播:有限元模型》,《流体数值方法国际期刊》,16,447-459(1993)·Zbl 0825.76448号
[3] Arnold,D.N。;布雷齐,F。;Cockburn,B。;Marini,L.D.,椭圆问题间断Galerkin方法的统一分析,SIAM数值分析杂志,391749-1779(2002)·Zbl 1008.65080号
[4] 巴西,F。;Rebay,S.,可压缩Navier-Stokes方程数值解的高精度间断有限元方法,计算物理杂志,131267-279(1997)·Zbl 0871.76040号
[5] 卡斯蒂略,P。;Cockburn,B。;佩鲁贾,I。;Schötzau,D.,椭圆问题局部间断Galerkin方法的先验误差分析,SIAM数值分析杂志,38,5,1676-1706(2000)·Zbl 0987.65111号
[6] Castillo,P.,椭圆问题间断Galerkin方法的性能,SIAM数值分析杂志,24,2,524-547(2002)·Zbl 1021.65054号
[7] Cockburn,B。;Shu,C.-W.,含时对流扩散系统的局部间断Galerkin方法,SIAM数值分析杂志,35,6,2440-2463(1998)·Zbl 0927.65118号
[8] Cockburn,B。;Karniadakis,G.E。;Shu,C.-W.,《非连续Galerkin方法的发展》,(Cockburn,B.;Karniadakis,G.E.;Shu,C-W.,非连续Galer方法。非连续Gallerkin方法,计算科学与工程讲义,第11卷(2000),Springer:Springer-Berlin),3-50·Zbl 0989.76045号
[9] Cockburn,B。;Shu,C.-W.,对流占优问题的Runge-Kutta间断Galerkin方法,科学计算杂志,16,3,173-261(2001)·Zbl 1065.76135号
[10] T.A.Davis,UMFPACK 4.3版用户指南,技术报告TR-03-008修订版,佛罗里达大学,2004年。;T.A.Davis,UMFPACK 4.3版用户指南,技术报告TR-03-008修订版,佛罗里达大学,2004年。
[11] Dubiner,M.,三角形和其他域上的谱方法,科学计算杂志,6,4,345-390(1991)·Zbl 0742.76059号
[12] F.Dupont,《模拟不规则海岸盆地中海洋环流的数值方法比较》,博士论文,麦吉尔大学,2001年。;F.Dupont,《模拟不规则海岸盆地中海洋环流的数值方法比较》,博士论文,麦吉尔大学,2001年。
[13] 埃斯基尔森,C。;Sherwin,S.J.,Boussinesq型方程的非连续谱元模型,科学计算杂志,17,1-4,143-152(2002)·Zbl 1001.76073号
[14] 埃斯基尔森,C。;Sherwin,S.J.,《三角形光谱》/马力模拟二维浅水方程的间断Galerkin方法,国际流体数值方法杂志,45,605-623(2004)·Zbl 1085.76544号
[15] 埃斯基尔森,C。;Sherwin,S.J.,间断Galerkin谱/马力分散浅水系统的单元建模,科学计算杂志,22-23269-288(2005)·Zbl 1067.76057号
[16] Fagherazzi,S。;Rasetarinera,P。;侯赛尼,M.Y。;Furbish,D.J.,用间断伽辽金方法求解溃坝问题,水利工程杂志,130,6,532-539(2004)
[17] Giraldo,F.X.,球面测地线网格上的光谱元素浅水模型,流体数值方法国际期刊,35869-901(2001)·Zbl 1030.76045号
[18] 吉拉尔多·F·X。;赫瑟文,J.S。;Warburton,T.,球面浅水方程的节点高阶间断Galerkin方法,计算物理杂志,181499-525(2002)·Zbl 1178.76268号
[19] 戈比,M.F。;Kirby,J.T。;Wei,G.,表面波的完全非线性Boussinesq模型。第2部分。扩展到(O(kh)^4),流体力学杂志,405181-210(2000)·Zbl 0964.76014号
[20] Gresho,P.M。;Sani,R.L.,《不可压缩流动与有限元法》(1998年),威利出版社,威利纽约·Zbl 0941.76002号
[21] Iskandarani,M。;海德沃格尔,D.B。;Boyd,J.P.,应用于海洋浅水方程的交错谱元模型,流体数值方法国际期刊,20393-414(1995)·Zbl 0870.76057号
[22] Karniadakis,G.Em。;Sherwin,S.J.,光谱/马力《计算流体动力学的单元方法》(2005),牛津大学出版社:牛津大学出版社,美国牛津·Zbl 1116.76002号
[23] Koornwinder,T.,经典正交多项式的双变量类比,(Askey,R.A.,《特殊函数的理论与应用》(1975),学术出版社:纽约学术出版社),435-495·Zbl 0326.33002号
[24] H.O.Kreiss,J.Oliger,时间相关问题近似解的方法,GARP出版物系列第10号,1973年。;H.O.Kreiss,J.Oliger,时间相关问题近似解的方法,GARP出版物系列第10号,1973年。
[25] Langtangen,H.P。;Pedersen,G.,弱色散非线性水波的计算模型,应用力学和工程中的计算机方法,160,337-358(1998)·Zbl 0952.76059号
[26] 李,Y.S。;刘,S.-X。;Wai,O.W.H。;Yu,Y.-X.,航道波浪集中,应用海洋研究,22199-213(2000)
[27] 林奇·D·R。;Gray,W.G.,有限元潮汐计算的波动方程模型,计算机和流体,7207-228(1979)·Zbl 0421.76013号
[28] Ma,H.,浅水方程的光谱元素盆地模型,计算物理杂志,109133-149(1993)·Zbl 0790.76065号
[29] 马德森,P.A。;穆雷,I.R。;Sörensen,O.R.,具有改进线性色散特性的Boussinesq方程的新形式,海岸工程,15371-388(1991)
[30] Madsen,P.A。;Sørensen,O.R.,具有改进的线性色散特性的Boussinesq方程的一种新形式。第2部分。《缓慢变化的游泳测量学》,海岸工程,18183-204(1992)
[31] Madsen,P.A。;Schäffer,H.A.,表面重力波的高阶Boussinesq型方程:推导和分析,伦敦皇家学会哲学学报,3563123-184(1998)·Zbl 0930.35137号
[32] Madsen,P.A。;宾厄姆,H.B。;Schäffer,H.A.,《完全非线性和极度色散水波的Boussineq型公式:推导和分析》,伦敦皇家学会学报,459,1075-1104(2003)·Zbl 1041.76011号
[33] Nwogu,O.,近岸波传播的Boussinesq方程的替代形式,《水道、港口、海岸和海洋工程杂志》,119618-638(1993)
[34] Peregrine,D.H.,《海滩上的长波》,《流体力学杂志》,27815-827(1967)·Zbl 0163.21105号
[35] Proriol,J.,Sur une famile de polynomesádeux variables orthonalx dans un triangle,CR Acadamic Science Paris,2452459-2461(1957)·Zbl 0080.05204号
[36] S.J.Sherwin,R.M.Kirby,J.Peió,R.L.Taylor,O.C.Zienkiewicz,《二维椭圆间断Galerkin方法》,《国际工程数值方法杂志》(出版)。;S.J.Sherwin,R.M.Kirby,J.Peió,R.L.Taylor,O.C.Zienkiewicz,《二维椭圆间断Galerkin方法》,《国际工程数值方法杂志》(出版)·Zbl 1117.65157号
[37] Sherwin,S.J.,连续和非连续Galerkin公式的离散分析,(Cockburn,B.;Karniadakis,G.E.;Shu,C.-W.,《非连续Galer方法》,《计算科学与工程讲义》,第11卷(2000),Springer:Springer Berlin),425-431·Zbl 0946.65084号
[38] Shi,F。;Dallymple,R.A。;Kirby,J.T。;陈,Q。;Kennedy,A.,广义曲线坐标下的完全非线性Boussinesq模型,海岸工程,42337-358(2001)
[39] Shi,F。;Kirby,J.T。;Dallymple,R.A。;Chen,Q.,使用Boussinesq模型对庞塞-德莱昂湾的波浪模拟,《水道、港口、海岸和海洋工程杂志》,129124-135(2003)
[40] 瑟伦森,O.R。;H.A.Schäffer。;Sörensen,L.S.,使用非结构化有限元技术的Boussinesq型建模,海岸工程,50181-198(2004)
[41] 泰勒,M。;Tribbia,J。;Iskandarani,M.,球面上浅水方程的谱元方法,计算物理杂志,130,92-108(1997)·Zbl 0868.76072号
[42] Toro,E.F.,《自由表面浅层流的冲击捕获方法》(2001年),威利:威利纽约·Zbl 0996.76003号
[43] M.A.Walkley,扩展Boussinesq浅水波方程的数值方法,博士论文,英国利兹大学,1999年。;M.A.Walkley,扩展Boussinesq浅水波方程的数值方法,博士论文,英国利兹大学,1999年·Zbl 0941.76055号
[44] 王,K.-H。;吴,T.Y。;Yates,G.T.,孤立波通过垂直圆柱的三维散射,《水道、港口、海岸和海洋工程杂志》,118551-566(1992)
[45] 魏,G。;Kirby,J.T.,扩展Boussinesq方程的时间相关数字代码,《水道、港口、海岸和海洋工程杂志》,121251-261(1995)
[46] R.W.Whalin,线性波折射理论在汇聚区的适用极限,美国陆军工程兵团,研究报告H-71-3,美国,1971。;R.W.Whalin,线性波折射理论在汇聚区的适用极限,美国陆军工程兵团,研究报告H-71-3,美国,1971年。
[47] 吴,S.-B。;Liu,P.L.-F.,修正Boussinesq方程的有限元模型。一: 模型开发,《水道、港口、海岸和海洋工程杂志》,130,1-16(2004)
[48] 吴,S.-B。;Liu,P.L.-F.,修正Boussinesq方程的有限元模型。二: 非线性港口振动的应用,《水道、港口、海岸和海洋工程杂志》,130,17-28(2004)
[49] Xu,Y。;Shu,C.-W.,三类非线性波动方程的局部间断Galerkin方法,计算数学杂志,22250-274(2004)·Zbl 1050.65093号
[50] Xu,Y。;Shu,C.-W.,非线性薛定谔方程的局部间断Galerkin方法,计算物理杂志,205,72-97(2005)·Zbl 1072.65130号
[51] 严,J。;Shu,C.-W.,KdV型方程的局部间断Galerkin方法,SIAM数值分析杂志,40769-791(2002)·Zbl 1021.65050号
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