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具有间断Galerkin空间离散的线性偏微分方程的隐式多重导数配置解。 (英语) Zbl 1381.65078号

小结:在这项工作中,我们构造了非定常对流扩散方程的新型离散化。我们的离散化依赖于多导数时间积分器以及一种新的离散化,这种离散化可以减少求解器的未知总数。这些类型的时间离散化来自一类伞形方法,其中包括Lax-Wendroff(Taylor)方法以及特殊情况下的Runge-Kutta方法。我们包括具有多重时间导数的两点配置方法以及总共只需要三个阶段的六阶完全隐式配置方法。一些样本线性问题的数值结果表明了预期的精度等级,并表明我们可以采取任意大的时间步长。

MSC公司:

65平方米 涉及偏微分方程的初值和初边值问题的线方法
35K20码 二阶抛物型方程的初边值问题
65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
65升06 常微分方程的多步、Runge-Kutta和外推方法
65M70型 偏微分方程初值和初边值问题的谱、配置及相关方法
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参考文献:

[1] Al-Rabeh,A.H.:刚性常微分方程组数值积分的嵌入式DIRK方法。国际期刊计算。数学。21, 65-84 (1987) ·Zbl 0657.65092号 ·doi:10.1080/00207168708803557
[2] Alexander,R.:刚性O.D.E的对角隐式Runge-Kutta方法。分析。14, 1006-1021 (1977) ·Zbl 0374.65038号 ·数字对象标识代码:10.1137/0714068
[3] Arnold,D.N.,Brezzi,F.,Cockburn,B.,Marini,L.D.:椭圆问题间断Galerkin方法的统一分析。SIAM J.数字。分析。39, 1749-1779 (2002) ·Zbl 1008.65080号 ·doi:10.1137/S0036142901384162
[4] Balay,S.、Brown,J.、Buschelman,K.、Eijkhout,V.、Gropp,W.D.、Kaushik,D.、Knepley,M.G.、McInnes,L.C.、Smith,B.F.、Zhang,H.:PETSc用户手册。技术报告ANL-95/11-3.1版,阿贡国家实验室(2010年)·Zbl 0141.13504号
[5] Balay,S.、Brown,J.、Buschelman,K.、Gropp,W.D.、Kaushik,D.、Knepley,M.G.、McInnes,L.C.、Smith,B.F.、Zhang,H.:PETSc网页(2011年)。http://www.mcs.anl.gov/petsc ·Zbl 1113.65072号
[6] 巴莱,S。;格罗普,WD;LC麦克因斯;史密斯,BF;Arge,E.(编辑);Bruaset,AM(编辑);Langtantin,HP(编辑),面向对象数值软件库中并行性的有效管理,163-202(1997),波士顿·兹伯利0882.65154 ·doi:10.1007/978-1-4612-1986-68
[7] Balsara,D.S.,Kim,J.:具有ADER-WENO预测器和基于多维黎曼解算器的校正器的亚荧光相对论磁流体力学方案。J.计算。物理学。312, 357-384 (2016) ·Zbl 1351.76157号 ·doi:10.1016/j.jcp.2016.02.001
[8] Butcher,J.:一般线性方法。Acta Numer公司。15, 157-256 (2006) ·Zbl 1113.65072号 ·网址:10.1017/S096249290620014
[9] Butcher,J.C.:隐式Runge-Kutta过程。数学。计算。18, 50-64 (1964) ·Zbl 0123.11701号 ·doi:10.1090/S0025-5718-1964-0159424-9
[10] Butcher,J.C.:关于常微分方程数值解的收敛性。数学。计算。20(93), 1-10 (1966) ·Zbl 0141.13504号 ·doi:10.1090/S0025-5718-1966-0189251-X
[11] Cash,J.:具有误差估计的对角隐式Runge-Kutta公式。J.Inst.数学。申请。24, 293-301 (1979) ·Zbl 0419.65044号 ·doi:10.1093/imamat/24.3.293
[12] Christlieb,A.J.,Feng,X.,Seal,D.C.,Tang,Q.:理想磁流体动力学方程的一种高阶保正单级单步方法。J.计算机。物理学。316, 218-242 (2016) ·Zbl 1349.76441号 ·doi:10.1016/j.jcp.2016.04.016
[13] Christlieb,A.J.,Gottlieb,S.,Grant,Z.,Seal,D.C.:显式强稳定性保持多级二阶导数时间步进格式。科学杂志。计算。68(3), 914-942 (2016) ·兹比尔1352.65289 ·doi:10.1007/s10915-016-0164-2
[14] Christlieb,A.J.,Güçlü,Y.,Seal,D.C.:加权基本非振荡格式的Picard积分公式。SIAM J.数字。分析。53(4), 1833-1856 (2015) ·Zbl 1317.65169号 ·数字对象标识代码:10.1137/140959936
[15] Dumbser,M.,Peshkov,I.,Romenski,E.,Zanotti,O.:统一的连续介质力学一阶双曲线公式的高阶ADER格式:粘性导热流体和弹性固体。J.计算。物理学。314, 824-862 (2016) ·Zbl 1349.76324号 ·doi:10.1016/j.jcp.2016.02.015
[16] Ehle,B.L.:D.E’.s.BIT-Numer系统数值解的高阶A-稳定方法。数学。8, 276-278 (1968) ·Zbl 0176.14604号 ·doi:10.1007/BF01933437
[17] Ehle,B.L.:A-稳定方法和指数的Padé逼近。SIAM J.数学。分析。4, 671-680 (1973) ·Zbl 0236.65016号 ·doi:10.1137/0504057
[18] Enright,W.H.:刚性常微分方程的二阶导数多步方法。SIAM J.数字。分析。11, 321-331 (1974) ·Zbl 0249.65055号 ·doi:10.1137/0711029
[19] Gekeler,E.,Widmann,R.:关于高导数Runge-Kutta方法的阶条件。数字。数学。50, 183-203 (1986) ·Zbl 0589.65057号 ·doi:10.1007/BF01390429
[20] Gekeler,E.W.:关于高导数的隐式Runge-Kutta方法。位数字。数学。28, 809-816 (1988) ·Zbl 0667.65061号 ·doi:10.1007/BF01954901
[21] Genin,Y.:A-稳定线性多步多导数积分公式的代数方法。BIT编号。数学。14, 382-406 (1974) ·Zbl 0322.65037号 ·doi:10.1007/BF01932535
[22] Guo,W.,Qiu,J.-M.,Qou,J.:一种新的具有超收敛性的Lax-Wendroff间断Galerkin方法。科学杂志。计算。65(1), 299-326 (2015) ·Zbl 1333.65110号 ·doi:10.1007/s10915-014-9968-0
[23] Hairer,E.,Wanner,G.:常微分方程的多步多阶段多导数方法。计算11(3),287-303(1973)·Zbl 0271.65048号 ·doi:10.1007/BF02252917
[24] Hairer,E.,Wanner,G.:求解常微分方程II。计算数学中的斯普林格级数。柏林施普林格(1991)·Zbl 0729.65051号 ·doi:10.1007/978-3-662-09947-6
[25] Harten,A.,Enquist,B.,Osher,S.,Chakravarthy,S.R.:一致高阶精确基本无振荡格式III.J.计算。物理学。71, 231-303 (1987) ·Zbl 0652.65067号 ·doi:10.1016/0021-9991(87)90031-3
[26] Houston,P.,Schwab,C.,Süli,E.:对流-扩散-反应问题的间断hp-有限元方法。SIAM J.数字。分析。39, 2133-2163 (2002) ·Zbl 1015.65067号 ·doi:10.1137/S0036142900374111
[27] Houston,P.,Süli,E.:一阶双曲问题的hp-自适应间断Galerkin有限元方法。SIAM J.科学。计算。23, 1226-1252 (2001) ·Zbl 1029.65130号 ·doi:10.1137/S1064827500378799
[28] Jaust,A.,Schütz,J.,Seal,D.C.:粘性守恒定律的隐式多级二阶导数间断Galerkin格式。科学杂志。计算。69, 866-891 (2016) ·兹比尔1370.65053 ·doi:10.1007/s10915-016-0221-x
[29] Jeltsch,R.:多步多导数方法的A-稳定性的必要条件。数学。计算。30(136), 739-746 (1976) ·Zbl 0344.65041号
[30] Jiang,Y.,Shu,C.-W.,Zhang,M.:守恒定律的Lax-Wendroff时间离散有限差分加权ENO格式的另一种形式。SIAM J.科学。计算。35(2),A1137-A1160(2013)·Zbl 1266.65144号 ·doi:10.1137/120889885
[31] Kastlunger,K.,Wanner,G.:关于Turan型隐式Runge-Kutta方法。计算9317-325(1972)·Zbl 0258.65078号 ·doi:10.1007/BF02241605
[32] Lax,P.,Wendroff,B.:守恒定律体系。Commun公司。纯应用程序。数学。13(2), 217-237 (1960) ·Zbl 0152.44802号 ·doi:10.1002/cpa3160130205
[33] Li,J.,Du,Z.:Lax-Wendroff型流求解器的两阶段四阶时间精确离散化I.双曲守恒律。SIAM J.科学。计算。38(5),A3046-A3069(2016)·兹比尔1395.65040 ·doi:10.1137/15M1052512
[34] Meir,A.,Sharma,A.:Obreshkov公式的扩展。SIAM J.数字。分析。5, 488-490 (1968) ·Zbl 0177.43401号 ·doi:10.1137/0705039
[35] Moe,S.A.,Rossmanith,J.A.,Seal,D.C.:具有Lax-Wendroff时间离散化的保正间断Galerkin方法。科学杂志。计算。71(1), 44-70 (2017) ·Zbl 1462.65152号
[36] 穆尔巴赫,G.:Hermite-Birkhoff插值的算法方法。数字。数学。37, 339-347 (1981) ·Zbl 0468.65008号 ·doi:10.1007/BF01400313
[37] Pan,L.Li,J.,Xu,K.:高阶Euler解算器的几个基准测试用例(2016)。arXiv公司:1609.04491·Zbl 1029.65130号
[38] Pan,L.,Xu,K.,Li,Q.Li,J.:Euler和Navier-Stokes方程的高效和准确的两阶段四阶气动格式。J.计算。物理学。326, 197-221 (2016) ·Zbl 1373.76032号 ·doi:10.1016/j.jcp.2016.08.054
[39] 邱,J.,Dumbser,M.,Shu,C.-W.:Lax-Wendroff型时间离散的间断Galerkin方法。计算。方法应用。机械。工程师194(42-44),4528-4543(2005)·Zbl 1093.76038号 ·doi:10.1016/j.cma.2004.11.007
[40] 邱,J.,舒,C.-W.:具有Lax-Wendroff型时间离散的有限差分WENO格式。SIAM J.科学。计算。24(6), 2185-2198 (2003) ·Zbl 1034.65073号 ·doi:10.1137/S1064827502412504
[41] Rappaport,K.D.:S.Kovalevsky:数学课。美国数学。周一。88(8), 564-574 (1981) ·Zbl 0475.01009号 ·doi:10.2307/2320506
[42] Rosen,J.S.:使用Obrechkoff校正器公式求解微分方程。技术说明M527,美国亚利桑那州马歇尔乔治·马歇尔航天飞行中心科学与工程计算机应用研究所(1969)·Zbl 0589.65057号
[43] Schöberl,J.:Netgen是一种基于抽象规则的前沿2d/3d网格生成器。计算。视觉。科学。1, 41-52 (1997) ·兹伯利0883.68130 ·doi:10.1007/s00791005004
[44] 勋伯格,I.J.:关于Hermite-Birkhoff插值。数学杂志。分析。申请。16, 538-543 (1966) ·Zbl 0156.28702号 ·doi:10.1016/0022-247X(66)90160-0
[45] Seal,D.C.,Güçlü,Y.,Christlieb,A.:双曲守恒律的高阶多重导数时间积分器。科学杂志。计算。60, 101-140 (2014) ·Zbl 1304.65223号 ·doi:10.1007/s10915-013-9787-8
[46] Seal,D.C.,Tang,Q.,Xu,Z.,Christlieb,A.J.:可压缩Euler方程的显式高阶单步保正有限差分WENO方法。科学杂志。计算。68(1), 171-190 (2016) ·Zbl 1383.76364号 ·doi:10.1007/s10915-015-0134-0
[47] Stroud,A.H.,Stancu,D.D.:具有多个高斯节点的求积公式。SIAM J.数字。分析。2, 129-143 (1965) ·Zbl 0141.13803号
[48] Toro,E.F.,Titarev,V.A.:对流-反应方程的广义黎曼问题的解。In:Proceedings:Mathematical,Physical and Engineering Sciences,vol.458,no.2018,pp.271-281(2002)·Zbl 1019.35061号
[49] Tsai,A.,Chan,R.,Wang,S.:使用新型离散化方法求解偏微分方程的两阶导数Runge-Kutta方法。数字。算法65,687-703(2014)·Zbl 1291.65287号 ·doi:10.1007/s11075-014-9823-2
[50] Vos,P.E.,Eskilsson,C.,Bolis,A.,Chun,S.,Kirby,R.M.,Sherwin,S.J.:时间步进偏微分方程(PDE)的通用框架:一般线性方法,面向对象的实现和对流体问题的应用。国际期刊计算。流体动力学。25(3), 107-125 (2011) ·Zbl 1271.76221号 ·doi:10.1080/10618562.2011.575368
[51] Yakubu,D.,Kwami,A.:初值问题系统的隐式二阶导数Runge-Kutta配置方法。J.尼日尔。数学,社会学34,128-142(2015)·Zbl 1353.65079号 ·doi:10.1016/j.jnnms.2015.01.001
[52] Zanotti,O.,Fambri,F.,Dumbser,M.,Hidalgo,A.:具有后验子单元有限体积限制的时空自适应ADER间断Galerkin有限元格式。计算。流体118204-224(2015)·Zbl 1390.76381号 ·doi:10.1016/j.compfluid.2015.06.020
[53] Zorío,D.,Baeza,A.,Mulet,P.:双曲守恒律高精度格式的近似Lax-Wendroff型程序。科学杂志。计算。71, 246-273 (2017) ·Zbl 1387.65094号 ·doi:10.1007/s10915-016-0298-2
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