J·迪瓦哈。;罗伯茨,A.J。;特伦特·马特纳。;J.E.邦德。;Ioannis G.凯夫雷基迪斯。 用于多维多尺度建模的交错网格。 (英语) Zbl 07833625号 计算。流体 271,文章ID 106167,18 p.(2024). 小结:为了提高精度和改善模拟波特性,本文将交错网格的概念扩展到新的多维多尺度建模中,从而能够在稀疏面片上进行有效的计算由于截断误差和数值舍入误差,耗散小的类波系统的计算格式往往不准确且不稳定。因此,对缺乏正确处理这些数值问题的类波系统的模拟往往不能代表波现象的物理特征。对于多尺度建模,尤其是在多维建模中,这一挑战变得更加复杂。但是,交错网格上的数值格式明显减少了色散,更好地模拟了群速度,并且保留了许多波浪特征。本文发展并详尽研究了所有(167,040)可能的二维多尺度交错网格。我们的目录[Divahar J.详尽列举了所有可能的2D多尺度交错网格(2023;https://patchschemes.github.io/交错的PatchGridCatalog/)]以交互方式绘制所有图形。只有120个多尺度交错网格提供了稳定和准确的多尺度方案。具体地说,本文开发了这120个多尺度交错网格,并证明了它们的稳定性、准确性以及用于弱阻尼线性波无方程多尺度建模的波持特性。对于许多复杂时空物理现象(如一般计算流体动力学)的多尺度建模,所开发的多尺度交错网格的这些特性也必须普遍适用。 MSC公司: 76倍 流体力学 关键词:交错网格;多尺度模拟;无方程补丁方案;大尺度波浪;计算流体动力学 软件:枫树;Matlab公司;微分方程.jl PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{J.Divahar}等人,计算。液体271,文章ID 106167,18 p.(2024;Zbl 07833625) 全文: 内政部 arXiv公司 参考文献: [1] Hinch,E.J.,《计算前思考》(2020),剑桥大学出版社·Zbl 1434.76002号 [2] 齐卡诺夫,奥列格,《基本计算流体动力学》(2010),威利·Zbl 1210.76001号 [3] John D.Anderson,计算流体动力学(1995),McGraw-Hill·Zbl 0875.01005号 [4] 鱼,雅各布;格雷戈里·瓦格纳。;Keten,Sinan,材料中的介观和多尺度建模。《自然·马特》,6774-786(2021) [5] Divahar,J。;罗伯茨,A.J。;Mattner,T.W。;邦德,J.E。;Kevrekidis,I.G.,两种新型的多尺度交错面片格式有效地模拟了大型弱阻尼线性波。计算方法应用机械工程(2023)·Zbl 07697921号 [6] Kevrekidis,I.G。;Samaey,G.,无方程多尺度计算:算法和应用。《物理化学年鉴》,1321-344(2009) [7] 伊芬迪耶夫,Y。;Hou,Thomas Y。;Ginting,V.,非线性问题的多尺度有限元方法及其应用。《公共数学科学》,4553-589(2004),网址:http://projecteuclid.org/euclid.cms/109885498 ·Zbl 1083.65105号 [8] 罗伯特·奥尔特曼;Patrick Henning;Daniel Peterseim,《超越尺度分离的数值均匀化》。数字学报,1-86(2021)·Zbl 07674568号 [9] 罗伯茨,A.J。;Kevrekidis,I.G.,《使用微观模拟器进行大规模动力学的间隙接触方案中的高阶精度》。ANZIAM J,637-657(2005),网址:https://journal.austms.org.au/ojs/index.php/ANZIAMJ/article/view/981 ·Zbl 1078.82531号 [10] 罗伯茨,A.J。;Kevrekidis,I.G.,无方程建模的一般齿边界条件。SIAM科学计算杂志,41495-1510(2007)·Zbl 1143.65373号 [11] 邦德,J.E。;罗伯茨,A.J。;Kevrekidis,I.G.,具有微尺度异质性的系统上的多尺度补丁方案的良好耦合。《计算物理杂志》,154-174(2017)·Zbl 1415.65185号 [12] Maclean,J。;邦德,J.E。;Roberts,A.J.,matlab/倍频程中用于有效系统级仿真的无方程函数工具箱。数字算法,41729-1748(2021)·Zbl 1472.65175号 [13] 曹,M。;Roberts,A.J.,《多尺度建模耦合了波状模拟的补丁》。ANZIAM J,C153-C170(2013)·Zbl 1386.86002号 [14] 曹,M。;Roberts,A.J.,多尺度建模耦合了非线性波浪模拟的补丁。IMA应用数学杂志,228-254(2015)·Zbl 1338.35353号 [15] Divahar,J.,详尽列举了所有167040个可能的2D多尺度交错补丁网格(2023),URL:https://patchschemes.github.io/StaggeredPatchGridCatalog(补丁网格目录)/ [16] 鱼,雅各布;格雷戈里·瓦格纳。;Keten,Sinan,材料中的介观和多尺度建模。《自然·马特》,774-786(2021) [17] Schneider,Matti,基于非线性FFT的计算均匀化方法综述。机械学报,62051-2100(2021)·Zbl 1491.74099号 [18] 卡提卡扬·拉朱(Raju,Karthikayen);Tay,Tong-Earn;Tan,Vincent Beng Chye,复合材料FE2方法综述,1-24 [19] LeVeque,Randall J.,海啸建模,712-720 [20] 大卫·伦戈(David Reungoat);卢宾,皮埃尔;冷新倩;Chanson,Hubert,《涌潮水动力学和沉积物过程:2010-2016年法国现场观测》。海岸工程杂志,4484-498(2018) [21] 荒川、阿基奥;Lamb,Vivian R.,ucla环流模型基本动力学过程的计算设计,173-265 [22] 弗朗西斯·哈洛。;Welch,J.Eddie,含自由表面流体随时间变化的粘性不可压缩流动的数值计算。《物理流体》,12182-2189(1965)·Zbl 1180.76043号 [23] 巴坦卡,S.V。;斯伯丁,D.B.,三维抛物流中热量、质量和动量传递的计算程序。国际热质传递杂志,101787-1806(1972)·Zbl 0246.76080号 [24] 本特·福恩伯格;Ghrist,Michelle,波型方程的空间有限差分近似。SIAM J数字分析,1105-130(1999)·Zbl 0964.65090号 [25] Fornberg,Bengt,交错网格上的高阶有限差分和伪谱方法。SIAM J数字分析,4904-918(1990)·Zbl 0705.65076号 [26] Peter Lauritzen;克里斯蒂安·贾布罗诺夫斯基;马克·泰勒;Nair,Ramachandran,全球大气模型的数值技术(2011),Springer·Zbl 1215.86001号 [27] 奥斯拉夫松,哈拉尔杜尔;鲍建文,数值天气预报中的不确定性(2021),爱思唯尔 [28] Dean,Robert G。;Robert A.Dalrymple,《工程师和科学家的水波力学》(1991年),《世界科学》 [29] 伯纳德·勒·梅豪特 [30] Kevrekidis,I.G。;齿轮,C.W。;Hummer,G.,无方程:复杂多尺度系统的计算机辅助分析。AIChE J,71346-1355(2004) [31] Hyman,J.M.,《多尺度问题的补丁动力学》。计算机科学与工程,347-53(2005) [32] 邦德,J.E。;Kevrekidis,I.G。;Roberts,A.J.,通过自共轭耦合实现高效计算均匀化的无方程修补方案。数理,229-272(2021)·兹比尔1484.37098 [33] 邦德,J.E。;Divahar,J。;Kevrekidis,I.G。;特伦特·马特纳。;Roberts,A.J.,仅通过在小交错面片上进行计算的浅水波大尺度模拟。国际数值方法流体杂志(2020),网址:https://arxiv.org/abs/1912.07815 [34] Divahar,J.,《波状系统的精确多尺度模拟》(2022),阿德莱德大学数学科学学院,网址:https://digital.library.adelaide.edu.au/dspace/handle/2440/136347 [35] 克里斯托弗·拉卡卡斯;聂,青,微分方程。jl-一个求解朱利亚微分方程的性能和特征丰富的生态系统。J Open Res Softw,1(2017) [36] Roberts,A.J.,应用于某些耗散流体力学的动力系统的低维建模,257-313·Zbl 1130.76319号 [37] 安东尼奥斯·扎加里斯(Antonios Zagaris);Gear,C.William;塔索·卡珀(Tasso J.Kaper)。;Kevrekidis,I.G.,对慢流形无方程投影的准确性和收敛性的分析。ESAIM数学模型数值分析,4757-784(2009)·Zbl 1194.35077号 [38] Roberts,A.J.,《中心流形理论在空间变化缓慢的系统演化中的应用》。《澳大利亚数学与社会科学杂志》(J Aust Math Soc Ser B Appl Math),4480-500(1988)·Zbl 0675.76004号 [39] Foias,C。;Jolly,M.S。;Kevrekidis,I.G。;出售,G.R。;Titi,E.S.,关于惯性流形的计算。Phys Lett A,7433-436(1988) [40] Lorenz,E.N.,关于慢流形的存在性。大气科学杂志,15,1547-1558(1986) [41] Foias,C。;出售,G.R。;Temam,R.,非线性演化方程的惯性流形。J微分方程,2309-353(1988)·兹比尔0643.58004 [42] Temam,R.,《惯性歧管》。数学智能器,468-74(1990)·Zbl 0711.58025号 [43] 罗伯茨,A.J。;李振泉,《弯曲基底上带惯性的薄流体流动的精确综合模型》。流体力学杂志,33-73(2006)·Zbl 1087.76009号 [44] 曹,M。;Roberts,A.J.,《环境湍流中悬浮沉积物的建模》。《工程数学杂志》,1187-204(2016)·Zbl 1358.76031号 [45] 格雷厄姆·格里菲斯(Graham W.Griffiths)。;Schiesser,William E.,《偏微分方程的行波分析:使用matlab和maple的数值和分析方法》(2011年),学术出版社 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配,并且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。