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一维动力学方程的矩双曲求积法。 (英语) Zbl 1489.82065号

小结:对动力学理论中的一个经典问题提出了一个易于处理的解决方案,即给定任意一组高达(2n)阶的可实现速度矩,构造了一个矩的闭包(2n+1),其中矩系由一维(1-D)中的自由输运项求得动力学方程是整体双曲的保守形式。在以前的工作中,引入了双曲矩求积法(HyQMOM),将该矩系统封闭到四阶。这里,HyQMOM被重新公式化并扩展到任意均匀矩。HyQMOM闭包是基于一元正交多项式(Q_n)的性质定义的,该多项式由高达(2n-1)阶的速度矩唯一定义。因此,HyQMOM严格来说是一个力矩闭包,并且不依赖于具有相同力矩的速度分布函数的重建。在矩空间的边界上,系统雅可比矩阵的特征多项式(P_{2n+1})的二重根是(Q_n)的根,而在内部,(P_(2n+1)和(Q_n\)共享(n)根。(P_{2n+1})的剩余根绑定并分隔了(Q_n)的根。基于切比雪夫算法,提出了一种从高阶矩到高阶矩计算阶矩(2n+1)的有效算法。利用一维Riemann问题的解析解证明了HyQMOM闭包随着n的增加而收敛。

MSC公司:

82C40型 含时统计力学中的气体动力学理论
35升60 一阶非线性双曲方程
20年第35季度 玻尔兹曼方程
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参考文献:

[1] 蔡振华,范义勇,李瑞敏,一维空间Grad矩系统的整体双曲正则化,Commun。数学。科学。,11(2013),第547-571页·Zbl 1301.35083号
[2] Z.Cai、Y.Fan和R.Li,动力学方程力矩模型简化框架,SIAM J.Appl。数学。,75(2015),第2001-23页·Zbl 1323.76098号
[3] C.Chalons、R.O.Fox、F.Laurent、M.Massot和A.Vieá,湍流分散多相流的多变量高斯扩展矩求积法,多尺度模型。模拟。,15(2017),第1553-1583页·Zbl 1386.76171号
[4] C.Chalons、D.Kah和M.Massot,《超越无压气体动力学:基于四次方程的速度矩模型》,Commun。数学。科学。,10(2012年),第1241-1272页·Zbl 1282.76160号
[5] P.L.Chebyshev,Sur L’interpolation par la me⁄thode des moindres carre⁄s,meím。阿卡德。Impe®r。科学。圣彼得堡,1(1859),第1-24页。
[6] S.de Chaisemartin、L.Freíret、D.Kah、F.Laurent、R.O.Fox、J.Reveillon和M.Massot,《具有多分散性和液滴交叉的湍流喷雾燃烧的欧拉模型》,C.Rndus MeíC。,337(2009),第438-448页·Zbl 1432.76134号
[7] O.Desjardins、R.O.Fox和P.Villedieu,《稀流体颗粒流的基于正交的矩法》,J.Compute。物理。,227(2008),第2514-2539页·Zbl 1261.76027号
[8] H.Dette和W.J.Studden,经典矩理论及其在统计、概率和分析中的应用,Wiley Se.Probab。Stat.,威利,纽约,1997年·Zbl 0886.62002号
[9] Y.Fan、R.Li和L.Zheng,平板几何中辐射传输方程的非线性双曲模型,SIAM J.Appl。数学。,80(2020年),第2388-2419页·Zbl 1455.35247号
[10] Y.Fan、R.Li和L.Zheng,平板几何辐射传输方程的非线性力矩模型,J.Compute。物理。,404 (2020), 109128. ·Zbl 1453.65248号
[11] F.Forgues和J.McDonald,具有精确颗粒流交叉的层流多相流的高阶矩模型,Int.J.Multiph。Flow,114(2019),第28-38页。
[12] R.O.Fox,动力学方程的高阶基于求积的力矩法,J.Compute。物理。,228(2009),第7771-7791页·Zbl 1391.82049号
[13] R.O.Fox、F.Laurent和A.Vieí,动力学方程的条件双曲求积矩法,J.Compute。物理。,365(2018),第269-293页·Zbl 1395.82232号
[14] W.Gautschi,《正交多项式:计算与逼近》,牛津大学出版社,牛津,2004年·Zbl 1130.42300号
[15] H.Grad,《稀薄气体动力学理论》,通讯。纯应用程序。数学。,2(1949年),第331-407页·Zbl 0037.13104号
[16] H.L.Hamburger,亏指数(1,1)的厄米变换,雅可比矩阵和待定矩问题,Amer。数学杂志。,66(1944年),第489-552页·Zbl 0061.25808号
[17] Q.Huang、S.Li和W.A.Yong,动力学方程基于正交矩方法的稳定性分析,SIAM J.Appl。数学。,80(2020年),第206-231页·Zbl 1432.35159号
[18] M.Junk,Levermore五力矩系统的定义域,J.Stat.Phys。,93(1998),第1143-1167页·Zbl 0952.82024号
[19] D.Kah、A.Vieí、C.Chalons和M.Massot,离散两相流基于正交速度高阶矩方法的二阶格式,Annu。研究简报CTR(2011),第321-334页。
[20] J.Koellermeier和Y.Fan,双曲力矩系统推导的图表符号,Commun。数学。科学。,18(2020年),第1149-1177页·Zbl 1467.35233号
[21] J.Koellermeier和U.Scholz,一维Boltzmann-Bhatnagar-Gross-Krook方程的样条矩模型,物理。流体,32(2020),102009。
[22] J.B.Lasserre,《矩、正多项式及其应用》,帝国理工学院出版社Optimi。序列号。1,帝国理工学院出版社,伦敦,2010年·Zbl 1211.90007号
[23] C.D.Levermore,动力学理论的矩闭合层次,J.Stat.Phys。,83(1996),第1021-1065页·Zbl 1081.82619号
[24] D.L.Marchisio和R.O.Fox,《多分散颗粒和多相系统的计算模型》,剑桥大学出版社,英国剑桥,2013年。
[25] J.McDonald和M.Torrilhon,基于最大熵层次的CFD可承受稳健力矩闭合,J.Compute。物理。,251(2013),第500-523页·兹比尔1349.82057
[26] R.G.Patel、O.Desjardins和R.O.Fox,三维条件双曲求积矩法,J.Comput。物理学。十、 1(2019年),100006。
[27] K.Schmuödgen,力矩问题,Grad。数学文本。2017年,瑞士查姆施普林格277号·Zbl 1383.44004号
[28] H.Structrup,稀有气体流动的宏观输运方程,力学和数学的相互作用,施普林格,柏林,2005年·Zbl 1119.76002号
[29] E.F.Toro,Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamics:A Practical Introduction,Springer,New York,1999年·Zbl 0923.76004号
[30] M.Torrilhon,基于力矩方程的非平衡气体流动建模,年度。Rev.流体机械。,48(2016),第429-458页·Zbl 1356.76297号
[31] V.Vikas、C.D.Hauck、Z.J.Wang和R.O.Fox,使用扩展矩求积法进行辐射传输建模,J.Compute。物理。,246(2013),第221-241页·Zbl 1349.78080号
[32] V.Vikas、Z.J.Wang、A.Passalacqua和R.O.Fox,基于正交矩方法的可实现高阶有限体积格式,J.Compute。物理。,230(2011年),第5328-5352页·兹比尔1419.76465
[33] J.C.Wheeler,修正矩和高斯求积,落基山,J.Math。,4(1974年),第287-296页·Zbl 0309.65009号
[34] C.Yuan和R.O.Fox,动力学方程矩的条件求积法,J.Compute。物理。,230(2011年),第8216-8246页·Zbl 1231.82007号
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