×

三角网格上Hamilton-Jacobi方程的一种新型高阶WENO格式。 (英语) Zbl 1473.65226号

摘要:本文设计了一种新的三阶和四阶加权基本无振荡(WENO)格式来模拟三角网格上的Hamilton-Jacobi方程。我们使用定义在五个不等尺寸空间模板上的节点信息,应用单调哈密顿量作为构建块,人工设置的正线性权重在光滑区域中构成高阶近似,同时避免解的导数不连续附近出现虚假振荡。空间重构是定义在大空间模板上的修改三次/四次多项式和定义在小空间模板上四次多项式导数的凸组合,时间离散采用三阶TVD龙格库塔方法。这些WENO格式的主要优点是效率高、简单,并且可以很容易地实现更高维的非结构化网格。进行了大量的数值测试,以说明这种新的WENO方案的良好性能。

MSC公司:

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
35升65 双曲守恒律
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] R.Abgrall,三角网格上一阶Hamilton-Jacobi方程的数值离散,Comm.Pure Appl。数学。,49 (1996), 1339-1373. ·Zbl 0870.65116号
[2] R.Abgrall和T.Sonar,关于在ENO方法恢复步骤中使用Muehlbach展开,Numer。数学。,76 (1997), 1-25. ·Zbl 0882.76062号
[3] S.Augoula和R.Abgrall,三角网格上Hamilton-Jacobi方程的高阶数值离散化,科学杂志。计算。,15 (2000), 198-229. ·Zbl 1077.65506号
[4] D.S.Balsara、T.Rumpf、M.Dumbser和C.D.Munz,《流体力学和无发散磁流体力学的高效、高精度ADER-WENO格式》,J.Compute。物理。,228 (2009), 2480-2516. ·Zbl 1275.76169号
[5] T.J.Barth和J.A.Sethian,三角域上Hamilton-Jacobi和水平集方程的数值格式,J.Compute。物理。,145 (1998), 1-40. ·Zbl 0911.65091号
[6] R.Borges,M.Carmona,B.Costa和W.S.Don,双曲守恒律的改进加权基本无振荡格式,J.Compute。物理。,227 (2008), 3191-3211. ·Zbl 1136.65076号
[7] S.Bryson和D.Levy,多维Hamilton-Jacobi方程的高阶中心WENO格式,SIAM J.Numer。分析。,41 (2003), 1339-1369. ·Zbl 1050.65076号
[8] S.Bryson和D.Levy,多维Hamilton-Jacobi方程的高阶半离散中心迎风格式,J.Compute。物理学。189 (2003), 63-87. ·Zbl 1027.65126号
[9] S.Bryson和D.Levy,Hamilton-Jacobi方程半离散中心格式中的映射WENO和加权幂ENO重建,附录。数字。数学。56 (2006), 1211-1224. ·兹比尔1096.65081
[10] M.Castro,B.Costa和W.S.Don,双曲守恒律的高阶加权本质非振荡WENO-Z格式,J.Compute。物理。,230 (2011), 1766-1792. ·Zbl 1211.65108号
[11] C.K.Chan、K.S.Lau和B.L.Zhang,用离散涡方法模拟预混湍流名称,国际。J.数字。方法。工程,48(2000),613-627·Zbl 0966.80008号
[12] Y.D.Cheng和C.-W.Shu,直接求解Hamilton-Jacobi方程的间断Galerkin有限元方法,J.Compute。物理。,223 (2007), 398-415. ·Zbl 1124.65090号
[13] M.G.Crandall,L.C.Evans和P.L.Lions,Hamilton-Jacobi方程粘性解的一些性质,Trans。阿默尔。数学。《社会学杂志》,282(1984),487-502·Zbl 0543.35011号
[14] M.G.Crandall、H.Ishii和P.L.Lions,二阶偏方程粘度解用户指南,Bull。阿默尔。数学。Soc.(N.S),27(1992),1-67·Zbl 0755.35015号
[15] M.G.Crandall和P.L.Lions,Hamilton-Jacobi方程的粘度解,Trans。阿默尔。数学。Soc.,277(1983),1-42·Zbl 0599.35024号
[16] M.G.Crandall和P.L.Lions,哈密尔顿-雅可比方程解的两个近似,数学。计算。,43 (1984), 1-19. ·Zbl 0556.65076号
[17] M.Dumbser和M.Käser,线性双曲方程组非结构网格上的任意高阶非振荡有限体积格式,J.Compute。物理。,221 (2007), 693-723. ·Zbl 1110.65077号
[18] Y.Ha,C.Kim,Y.J.Lee和J.Yoon,基于Hamilton-Jacobi方程新平滑指示符的映射WENO方案,J.Math。分析。申请。,394 (2012), 670-682. ·Zbl 1248.65089号
[19] C.Hu和C.-W.Shu,Hamilton-Jacobi方程的间断Galerkin有限元方法,SIAM J.Sci。计算。,21 (1999), 666-690. ·Zbl 0946.65090号
[20] 胡春华,舒春伟,三角网格上的加权本质非振荡格式,J.Compute。物理。,150 (1999), 97-127. ·Zbl 0926.65090号
[21] G.S.Jiang和D.Peng,Hamilton-Jacobi方程的加权ENO格式,SIAM J.Sci。计算。,21 (2000), 2126-2143. ·Zbl 0957.35014号
[22] G.S.Jiang和C.-W.Shu,加权ENO方案的有效实施,J.Comput。物理。,126 (1996), 202-228. ·Zbl 0877.65065号
[23] S.Jin和Z.Xin,从守恒定律系统到Hamilton-Jacobi方程和松弛方案的数值通道,SIAM J.Numer。分析。,35 (1998), 2385-2404. ·Zbl 0921.65063号
[24] A.Kurganov和E.Tadmor,Hamilton-Jacobi方程的新的高分辨率半离散中心格式,J.Compute。物理。,160 (2000), 720-742. ·Zbl 0961.65077号
[25] F.Lafon和S.Osher,解Hamilton-Jacobi标量方程的高阶二维非振荡方法,J.Compute。物理。,123 (1996), 235-253. ·兹比尔0849.65075
[26] O.Lepsky,C.Hu和C.-W.Shu,Hamilton-Jacobi方程的间断Galerkin方法分析,应用。数字。数学。,33 (2000), 423-434. ·Zbl 0968.65073号
[27] D.Levy,S.Nayak,C.-W.Shu和Y.T.Zhang,三角网格上Hamilton-Jacobi方程的中心WENO格式,SIAM J.Sci。计算。,28 (2006), 2229-2247. ·Zbl 1126.65075号
[28] D.Levy,G.Puppo和G.Russo,守恒定律双曲系统的中央WENO格式,数学。模型。数字。分析。(M 2 AN),33(1999),547-571·Zbl 0938.65110号
[29] D.Levy、G.Puppo和G.Russo,《多维守恒定律的紧凑中央WENO计划》,SIAM J.Sci。计算。,22 (2) (2000), 656-672. ·Zbl 0967.65089号
[30] X.G.Li和C.K.Chan,三角网格上Hamilton-Jacobi方程的高阶格式,J.Compute。申请。数学。,167 (2004), 227-241. ·Zbl 1058.65091号
[31] Y.Li,H.Yuan,X.Niu,Y.Yang和S.Shu,基于WENO方案的可压缩流动模拟格子Boltzmann通量解算器,Commun。计算。物理。,23 (2018), 1012-1036. ·Zbl 1474.76050号
[32] C.-T.Lin和E.Tadmor,近似Hamilton-Jacobi方程的高分辨率非振荡中心格式,SIAM J.Sci。计算。,21 (2000), 2163-2186. ·Zbl 0964.65097号
[33] P.L.Lions,Hamilton-Jacobi方程的广义解,皮特曼,伦敦,1982年·Zbl 0497.35001号
[34] X.D.Liu,S.Osher和T.Chan,加权本质非振荡格式,J.Compute。物理。,115 (1994), 200-212. ·Zbl 0811.65076号
[35] S.Osher和J.Sethian,曲率相关速度的前沿传播:基于Hamilton-Jacobi公式的算法,J.Comput。物理。,79 (1988), 12-49. ·Zbl 0659.65132号
[36] S.Osher和C.-W.Shu,Hamilton-Jacobi方程的高阶本质非振荡格式,SIAM J.Numer。分析。,28 (1991), 907-922. ·Zbl 0736.65066号
[37] J.邱,哈密尔顿-雅可比方程Lax-Wendroff型时间离散的WENO格式,J.Compute。申请。数学。,200 (2007), 591-605. ·Zbl 1115.65094号
[38] J.Qiu,Hamilton-Jacobi方程Lax-Wendroff型时间离散的Hermite WENO格式,J.Comp。数学。,25 (2007), 131-144. ·兹比尔1142.65403
[39] J.Qiu和C.W.Shu,Hermite WENO格式及其作为Runge-Kutta间断Galerkin方法限制器的应用:一维情况,J.Compute。物理。,193 (2004), 115-135. ·Zbl 1039.65068号
[40] J.Qiu和C.W.Shu,Hermite WENO格式及其作为Runge-Kutta间断Galerkin方法II限制器的应用:二维情况,计算。《流体》,34(2005),642-663·Zbl 1134.65358号
[41] J.Qiu和C.-W.Shu,Hamilton-Jacobi方程的Hermite WENO格式,J.Comput。物理。,204 (2005), 82-99. ·Zbl 1070.65078号
[42] S.Serna和J.Qian,Hamilton的五阶加权幂-ENO方法。雅各比方程,J.Sci。计算。,29 (2006), 57-81. ·Zbl 1149.70301号
[43] J.A.Sethian,《水平集方法和快速推进方法》,《进化界面》,《计算几何》,《流体力学》,《计算机视觉》,《材料科学》,剑桥大学出版社,1999年·Zbl 0973.76003号
[44] 史建华、胡建华、舒建华,WENO方案中负权处理技术,计算机学报。物理。,175 (2002), 108-127. ·Zbl 0992.65094号
[45] C.-W.Shu,双曲守恒律的本质非振动和加权本质非振动格式,非线性Hy-erboli方程的高级数值逼近。编辑:A.Quarteroni,编辑,CIME子系列数学讲稿(Springer-Verlag,柏林/纽约);ICASE报告97-651997年。
[46] C.-W.Shu和S.Osher,《本质上非振荡激波封顶方案的有效实现》,J.Compute。物理。,77 (1988), 439-471. ·Zbl 0653.65072号
[47] P.E.Souganidis,Hamilton-Jacobi方程粘度解的近似方案,J.Differ。Equ.、。,59(1985),1-43·Zbl 0536.70020号
[48] J.Yan和S.Osher,直接求解Hamilton-Jacobi方程的局部间断Galerkin方法,J.Compute。物理。,230 (2011), 232-244. ·Zbl 1205.65271号
[49] Y.T.Zhang和C.-W.Shu,三角网格上Hamilton-Jacobi方程的高阶WENO格式,SIAM J.Sci。计算。,24 (2003), 1005-1030. ·Zbl 1034.65051号
[50] X.Zhong和C.-W.Shu,Runge-Kutta间断Galerkin方法的简单加权本质无振荡限制器,J.Compute。物理。,232 (2013), 397-415.
[51] 朱军和邱军,求解双曲守恒律的一种新的五阶有限差分WENO格式,J.Compute。物理。,318(2016),110-121·Zbl 1349.65365号
[52] 朱军和邱军,哈密尔顿-雅可比方程的一种新的五阶有限差分WENO格式,数值。方法部分。不同。Equ.、。,33 (2017), 1095-1113. ·Zbl 1371.65089号
[53] J.Zhu和J.Qiu,双曲守恒律的一种新型有限体积WENO格式,J.Sci。计算。,73 (2017), 1338-1359. ·Zbl 1381.65074号
[54] 朱军,邱军,三角网格上新的有限体积加权基本无振荡格式,SIAM J.Sci。计算。,40(2)(2018),A903-A928·Zbl 1453.65265号
[55] J.Zhu,X.Zhong,C.-W.Shu和J.Qiu,Runge-Kutta非连续Galerkin方法在非结构网格上使用新型WENO限制器,J.Compute。物理。,248 (2013), 200-220. ·Zbl 1349.65501号
[56] J.Zhu,X.Zhong,C.-W.Shu和J.Qiu,Runge-Kutta非结构网格上带简单紧凑Hermite WENO限制器的间断Galerkin方法,Commun。计算。物理。,21 (2017), 623-649. ·Zbl 1488.65493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。