×

求解非均匀网格上双曲守恒律的中心WENO格式。 (英语) Zbl 1135.65359号

摘要:本文提出了一种新的加权基本无振荡(WENO)方法来计算非均匀网格上嵌入不连续的多尺度问题。
在一维环境中,WENO程序首先定义在五点模具上,并设计为在平滑区域具有五阶精度。为此,我们定义了有限体积离散化,其中我们将变量的单元格平均值视为离散未知值。然后通过一个唯一的五阶多项式来确保其点值的重建。这个最优多项式被认为是四个二次多项式的对称和凸的组合,通过理想权重。
所得插值的对称性有一个重要的结果:理想权重的选择对离散化的精度没有影响。这一优点使得可以为非均匀网格制定插值。按照经典WENO程序的方法,然后从理想权重计算非振荡权重。
无论考虑什么问题,我们都将此过程用于非线性权重,以保持最佳重建的理论收敛特性。
结果是基于中心插值和总变差递减Runge-Kutta时间积分的五阶WENO方法。我们将此方案称为CWENO5方案。
标量和一维欧拉情况下的数值实验使检查和验证所选选项成为可能。在这些实验中,我们通过计算模拟真实气动声学问题的测试用例来强调该方法的分辨率。最后,将新算法直接推广到二维问题。

MSC公司:

6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
65M50型 涉及偏微分方程初值和初边值问题数值解的网格生成、细化和自适应方法
65个M12 含偏微分方程初值和初边值问题数值方法的稳定性和收敛性
35升65 双曲守恒律
2005年第76季度 水力和空气声学
76M20码 有限差分法在流体力学问题中的应用

软件:

HLLE公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 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
[2] Shu,C.-W.,双曲守恒律的本质非振荡和加权本质非振荡格式,(Quarteroni,数学讲义(1997),Springer:Springer-Blin)·兹伯利0927.65111
[3] 史J。;胡,C。;Shu,C.W.,《WENO方案中处理负权重的技术》,J.Compute。物理。,175, 108-127 (2002) ·Zbl 0992.65094号
[4] 胡,C。;Shu,C.W.,三角形网格上的加权本质非振荡格式,J.Compute。物理。,150, 97-127 (1999) ·Zbl 0926.65090号
[5] Dumbser,M。;Käser,M.,非结构网格上的任意高阶非振荡有限体积格式,J.Compute。物理学。(2006)
[6] Henrick,A.K。;Aslam,T.D。;Powers,J.M.,映射加权基本非振荡格式:在临界点附近实现最优阶,J.Compute。物理。,207, 542-567 (2005) ·Zbl 1072.65114号
[7] Fedkiw,R.,包含平流方程的双曲守恒律系统的简化离散化,J.Comput。物理。,157, 302-326 (2000) ·Zbl 0959.76059号
[8] 利维,D。;Pupo,G。;Russo,G.,《多维守恒定律的紧凑中央WENO方案》,SIAM J.Sci。计算。,22, 656-672 (2000) ·Zbl 0967.65089号
[9] Harten,A。;拉克斯,P.D。;Van-Leer,B.,《关于双曲守恒律的上游差分和Godunov型格式》,SIAM Rev.,25,35(1983)·Zbl 0565.65051号
[10] Hirsch,C.,《内部和外部流动的数值计算》,第1卷(1987年),Wiley&Sons,第371-401页
[11] Casper,J。;Carpenter,M.H.,冲击声模拟的计算考虑,SIAM Sci。计算。,19, 813-828 (1998) ·Zbl 0918.76045号
[12] 任玉霞。;刘,M。;Zhang,H.,求解双曲守恒律的特征杂交紧致WENO格式,J.Compute。物理。,192, 365-386 (2003) ·Zbl 1037.65090号
[13] 麦肯齐,J。;Westphal,K.,线性波与斜激波的相互作用,物理学。流体,112350-2362(1968)·兹标0172.53203
[14] 臧,T.A。;侯赛尼,M.Y。;Bushnell,D.M.,激波相互作用中湍流放大的数值计算,AIAA J.,22,13-21(1984)·Zbl 0534.76062号
[15] 舒,C.-W。;Osher,S.,《本质上非振荡冲击捕获方案的有效实现》,J.Compute。物理。,77, 439-471 (1988) ·Zbl 0653.65072号
[16] 第三届基准问题计算气动声学研讨会,NASA/CP-2000-209790。;第三届基准问题计算气动声学研讨会,NASA/CP-2000-209790。
[17] 舒尔兹·林恩,C.W。;柯林斯,J.P。;Glaz,H.M.,二维气体动力学黎曼问题的数值解,SIAM J.Sci。计算。,14, 6, 1394-1414 (1993) ·Zbl 0785.76050号
[18] Schulz-Rinne,C.W.,二维气体动力学的黎曼问题分类,SIAM J.数学。分析。,24, 1, 76-88 (1993) ·Zbl 0811.35082号
[19] 邱,J。;Shu,C.-W.,关于高阶中心WENO格式的构造、比较和局部特征分解,J.Compute。物理。,183, 187-209 (2002) ·Zbl 1018.65106号
[20] 伍德沃德,P。;Colella,P.,《强冲击下二维流体流动的数值模拟》,J.Compute。物理。,54, 115-173 (1984) ·Zbl 0573.76057号
[21] 布里奥,M。;Zakharian,A.R。;Webb,G.M.,欧拉气体动力学方程的二维黎曼解算器,J.Compute。物理。,167, 177-195 (2001) ·Zbl 1043.76042号
[22] 库加诺夫,A。;Tadmor,E.,《无黎曼问题求解器的气体动力学二维黎曼问题的求解》,Numer。方法PDEs,18548-608(2002)·Zbl 1058.76046号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。