×

一种新的双曲守恒律谱差分方法。 (英语) Zbl 1352.65245号

摘要:为了求解双曲守恒律,提出了一种基于谱差分(SD)算法的新方法。新方案采用层次多项式来表示每个单元中的解,而不是原方案使用的拉格朗日插值多项式。本方案的自由度(DOF)是这些多项式的系数,它们不像原始方法那样表示解点的状态。因此,舍弃了原SD格式中定义的解点,而保留通量点以构造拉格朗日插值多项式来逼近每个单元中的通量函数。为了更新DOF,将微分算子应用于控制方程以及通量函数的拉格朗日插值多项式,以评估解和通量在单元质心处的一阶和高阶导数。当采用相同的解空间时,证明了当前格式的稳定性与原SD方法相同。使用勒让德多项式的零点作为内部通量点,一维方法总是稳定的。对于二维问题,引入Raviart-Tomas空间来插值通量函数,证明了三角形的稳定格式。精度研究是用一维和二维问题进行的。多重网格算法是用正交层次基实现的。结果验证了用该方案实现多重网格算法的高效性和低内存需求。

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
35L45英寸 一阶双曲方程组的初值问题
35升65 双曲守恒律
65M70型 偏微分方程初值和初边值问题的谱、配置及相关方法
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.Compute。物理。,71, 231-303 (1987) ·Zbl 0652.65067号
[2] 刘晓东。;Osher,S。;Chan,T.,加权本质非振荡格式,J.Compute。物理。,115, 200-212 (1994) ·Zbl 0811.65076号
[3] 江,G。;Shu,C.W.,加权ENO方案的高效实现,J.Compute。物理。,126, 1, 202-228 (1996) ·Zbl 0877.65065号
[4] 安德鲁·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
[5] 博尔赫斯,R。;卡莫纳,M。;科斯塔,B。;Wai,S.D.,双曲守恒律的改进加权本质非振荡格式,J.Compute。物理。,227, 3191-3211 (2008) ·兹比尔1136.65076
[6] 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
[7] 里德·W·H。;Hill,T.R.,中子输运方程的三角网格法(1973),洛斯阿拉莫斯科学实验室,技术报告LA-UR-73-479
[8] Cockburn,B。;Shu,C.W.,TVB Runge-Kutta局部投影非连续Galerkin守恒定律有限元方法II:一般框架,数学。计算。,52, 411-435 (1989) ·Zbl 0662.65083号
[9] Cockburn,B。;Lin,S.Y。;Shu,C.W.,TVB Runge-Kutta局部投影非连续Galerkin守恒定律有限元方法III:一维系统,J.Compute。物理。,8490-113(1989年)·Zbl 0677.65093号
[10] Cockburn,B。;Hou,S。;Shu,C.W.,TVB Runge-Kutta局部投影非连续Galerkin守恒定律有限元方法IV:多维情况,数学。计算。,54, 545-581 (1990) ·Zbl 0695.65066号
[11] Cockburn,B。;Shu,C.W.,对流占优问题的Runge-Kutta间断Galerkin方法,科学杂志。计算。,16, 173-261 (2001) ·Zbl 1065.76135号
[12] 赫瑟文,J.S。;Warburton,T.,Nodal间断Galerkin方法(2008),Springer·Zbl 1078.78014号
[13] Cockburn,B。;Dong,B。;Guzmán,J.,二阶椭圆问题的超收敛LDG-杂交Galerkin方法,数学。计算。,77, 1887-1916 (2008) ·Zbl 1198.65193号
[14] Cockburn,B。;Gopalakrishnan,J.,二阶椭圆问题混合方法的特征,SIAM J.Numer。分析。,42, 283-301 (2004) ·Zbl 1084.65113号
[15] Cockburn,B。;Dong,B。;J.古兹曼。;Restelli,M。;Sacco,R.,稳态对流-扩散-反应问题的混合间断Galerkin方法,SIAM J.Sci。计算。,31, 3827-3846 (2009) ·Zbl 1200.65093号
[16] Wang,Z.J.,非结构网格守恒定律的谱(有限)体积法:基本公式,J.Compute。物理。,178, 210-251 (2002) ·Zbl 0997.65115号
[17] 王振杰。;Liu,Y.,非结构网格上守恒定律的谱(有限)体积法II:扩展到二维标量方程,J.Compute。物理。,179, 665-697 (2002) ·Zbl 1006.65113号
[18] 王振杰。;Liu,Y.,非结构网格守恒定律的谱(有限)体积法III:一维系统和分区优化,J.Sci。计算。,20, 137-157 (2004) ·Zbl 1097.65100号
[19] 王振杰。;张,L。;Liu,Y.,非结构网格上守恒定律的谱有限体积方法IV:对二维系统的扩展,J.Comput。物理。,194, 716-741 (2004) ·兹比尔1039.65072
[20] 刘,Y。;Vinokur,M。;Wang,Z.J.,非结构网格上守恒定律的谱(有限)体积法V:扩展到三维系统,J.Compute。物理。,212, 454-472 (2006) ·Zbl 1085.65099号
[21] 孙,Y。;王振杰。;Liu,Y.,非结构网格上守恒定律的谱(有限)体积法VI:粘性流的扩展,J.Compute。物理。,215,41-58(2006年)·Zbl 1140.76381号
[22] 科普里瓦,D.A。;Kolias,J.H.,可压缩流动的保守交错网格Chebyshev多域方法,J.Compute。物理。,125, 244-261 (1996) ·Zbl 0847.76069号
[23] Kopriva,D.A.,可压缩Navier-Stokes方程的交错网格多域谱方法,J.Compute。物理。,143, 125-158 (1998) ·Zbl 0921.76121号
[24] 刘,Y。;Vinokur,M。;Wang,Z.J.,非结构网格的谱差分方法I:基本公式,J.Compute。物理。,216, 780-801 (2006) ·Zbl 1097.65089号
[25] 王振杰。;刘,Y。;May,G。;Jameson,A.,《非结构化网格的谱差分法II:欧拉方程的扩展》,J.Sci。计算。,32,45-71(2006年)·Zbl 1151.76543号
[26] Liang,C.L。;A.詹姆逊。;Wang,Z.J.,混合单元非结构网格上可压缩流动的谱差分法,J.Compute。物理。,228, 2847-2858 (2009) ·Zbl 1159.76029号
[27] 孙,Y。;王振杰。;Liu,Y.,非结构化六面体网格上Navier-Stokes方程的高阶多域谱差分方法,Commun。计算。物理。,2, 310-333 (2007) ·Zbl 1164.76360号
[28] May,G.,作为无求积间断Galerkin方法的谱差分格式(2008),亚琛计算工程科学高级研究所,AICES技术报告2008-11
[29] Ekaterinaris,J.A.,空气动力学的高精度低数值扩散方法,Prog。Aerosp.航空公司。科学。,41, 192-300 (2005)
[30] Wang,Z.J.,非结构网格上Euler和Navier-Stokes方程的高阶方法,Prog。Aerosp.航空公司。科学。,43, 1-41 (2007)
[31] Liang,C。;Premasuthan,S。;Jameson,A.,用谱差法对两个并排圆柱绕流进行高精度模拟,计算。结构。,87, 812-817 (2009)
[32] Liang,C。;Premasuthan,S。;A.詹姆逊。;王振杰,用谱差分法对可压缩湍流通道流动进行大涡模拟(2009),美国航空航天局论文,2009-402
[33] Mohammad,A.H。;王振杰。;Liang,C.,使用光谱差分法对圆柱湍流的大涡模拟(2008),美国航空航天局论文,2008-7184
[34] Abeele,K.V。;拉科尔,C。;王振杰,关于光谱差分法的稳定性和准确性,科学杂志。计算。,37162-188(2008年)·Zbl 1203.65132号
[35] Jameson,A.,光谱差分法在所有精度等级下稳定性的证明,J.Sci。计算。,45, 348-358 (2010) ·Zbl 1203.65198号
[36] May,G。;Schöberl,J.,《利用Raviart-Tomas元素通量插值的光谱差分方案分析》(2010),亚琛计算工程科学高级研究所,AICES技术报告2010-04/8
[37] 巴兰,A。;May,G。;Schöberl,J.,三角形单元双曲守恒律的稳定高阶谱差分方法,J.Compute。物理。,231, 2359-2375 (2012) ·Zbl 1242.65155号
[38] 罗,H。;鲍姆·J·D。;Lohner,R.,基于Taylor基的非连续Galerkin方法,适用于任意网格上的可压缩流动,J.Compute。物理。,227, 8875-8893 (2008) ·Zbl 1391.76350号
[39] Abeele,K.V。;Lacor,C.,《二维光谱体积法的准确性和稳定性研究》,J.Compute。物理。,226, 1007-1026 (2007) ·Zbl 1124.65100号
[40] Fidkowski,K.J。;奥利弗,T.A。;詹姆斯·L。;Darmofal,D.L.,可压缩Navier-Stokes方程高阶间断Galerkin离散的p-多重网格解,J.Compute。物理。,207, 92-113 (2005) ·Zbl 1177.76194号
[41] 纳斯塔斯,C.R。;Mavrilis,D.J.,使用hp-多重网格方法的高阶间断Galerkin方法,J.Compute。物理。,213, 330-357 (2006) ·Zbl 1089.65100号
[42] Liang,C。;Chan,A.S。;Jameson,A.,二维非定常不可压缩Navier-Stokes方程的p-多重网格谱差分方法,计算。流体,51,127-135(2011)·Zbl 1271.76230号
[43] Premasuthan,S。;Liang,C。;A.詹姆逊。;Wang,Z.J.,使用2D四边形网格的粘性可压缩流动的p-多重网格谱差分方法(2009),AIAA论文,2009-950
[44] Liang,C。;Kannan,R。;Wang,Z.J.,非结构化网格上带显式和隐式平滑器的p-多重网格谱差分方法(2007),AIAA论文,2007-4326
[45] 哥特利布,S。;Shu,C.W.,总变差递减Runge-Kutta格式,数学。计算。,67, 73-85 (1998) ·Zbl 0897.65058号
[46] Roe,P.L.,近似黎曼解算器,参数向量和差分格式,J.Compute。物理。,43, 357-372 (1981) ·Zbl 0474.65066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。