孙振生;罗,雷;任玉新;张世英 基于最小色散和可控耗散技术的六阶混合有限差分格式。 (英语) Zbl 1349.76537号 J.计算。物理学。 270, 238-254 (2014). 摘要:格式的弥散和耗散特性对于涉及广泛长度尺度的流场模拟至关重要。为了改善有限差分格式的谱特性,作者先前提出了分别优化色散和耗散特性的思想,从而构造了基于最小色散和可控耗散(MDCD)技术的四阶格式[29]。在本文中,我们进一步研究了这一技术,并将其推广到求解Euler和Navier-Stokes方程的六阶有限差分格式。首先通过最小化精心设计的综合误差函数来优化方案的色散特性。然后引入Hu和Adams[30]新推导的色散损耗条件,以提供足够的耗散来阻尼未解析波数。此外,将优化方案与优化的加权基本无振荡(WENO)方案相结合,使不连续性捕获成为可能该方法用于优化非线性格式的频谱特性,以获得有限差分格式的真实波传播行为。解决了包括宽带波动和强冲击波在内的几个基准测试问题,以验证该方案的高分辨率、良好的不连续捕获能力和高效性。 引用于1审查引用于22文件 MSC公司: 76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用 6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法 76升05 流体力学中的冲击波和爆炸波 关键词:低色散方案;耗散可控方案;优化的WENO方案;混合方案;弥散损耗条件;近似弥散关系 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{Z.-s.Sun}等人,J.Comput。物理学。270238-254(2014年;Zbl 1349.76537) 全文: 内政部 参考文献: [1] 莫因,P。;Mahesh,K.,《直接数值模拟:湍流研究中的工具》,Annu。流体力学版次。,30, 539-578 (1998) ·Zbl 1398.76073号 [2] 科尔曼,G.N。;Kim,J。;Moser,R.D.,湍流超声速等温壁通道流动的数值研究,J.流体力学。,305, 159-183 (1995) ·Zbl 0960.76517号 [3] Morinishi,Y。;塔马诺,S。;Nakabayashi,K.,一种使用B样条配置法的DNS算法,用于可压缩湍流通道流,计算。流体,32,751-776(2003)·Zbl 1083.76542号 [4] Lele,S.K.,具有类谱分辨率的紧致有限差分格式,J.Comput。物理。,103,16-42(1992年)·Zbl 0759.65006号 [5] Gamet,L。;Ducros,F。;Nicoud,F。;Poinsot,T.,非均匀网格上的紧凑有限差分格式。应用于可压缩流动的直接数值模拟,国际J数值。液体方法,29,159-191(1999)·Zbl 0939.76060号 [6] 姜瑜。;Floryan,J.M.,《剪切层不稳定性直接数值模拟的有限差分四阶紧致格式》,《国际数值杂志》。《液体方法》,481259-1281(2005)·Zbl 1112.76421号 [7] 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) ·兹伯利0652.65067 [8] 蒋国胜(Jiang,G.S.)。;Shu,C.W.,加权ENO方案的高效实现,J.Compute。物理。,126, 202-228 (1996) ·Zbl 0877.65065号 [9] 马汀,M.P。;E.M.泰勒。;吴,M。;Weirs,V.G.,有效直接数值模拟可压缩湍流的带宽优化WENO格式,J.Compute。物理。,220, 270-289 (2006) ·Zbl 1103.76028号 [10] 新泽西州亚当斯。;Shariff,K.,《激波/湍流相互作用问题的高分辨率混合紧致ENO格式》,J.Compute。物理。,127, 27-51 (1996) ·Zbl 0859.76041号 [11] Pirozzoli,S.,冲击-湍流相互作用的保守混合紧-WENO格式,J.Compute。物理。,178, 81-117 (2002) ·Zbl 1045.76029号 [12] 任永新。;刘,M。;Zhang,H.X.,求解双曲守恒律的特征向紧WENO格式,J.Compute。物理。,192, 365-386 (2003) ·Zbl 1037.65090号 [13] 希尔·D·J。;Pullin,D.I.,强冲击条件下大涡模拟的混合调谐中心差分WENO方法,J.Comput。物理。,194, 435-450 (2004) ·Zbl 1100.76030号 [14] 沈永清。;Yang,G.W.,用于冲击计算的混合有限紧致WENO格式,Int.J.Numer。《液体方法》,53531-560(2007)·Zbl 1104.76065号 [15] 科斯塔,B。;Don,W.S.,《双曲守恒律的多域混合谱-小波方法》,J.Compute。物理。,224, 970-991 (2007) ·Zbl 1123.65306号 [16] Li,G.等人。;邱,J.,具有不同指标的混合加权基本无振荡格式,J.Compute。物理。,229, 8105-8129 (2010) ·Zbl 1197.65123号 [17] Kim,D。;Kwon,J.H.,可压缩流场分析中使用中心通量格式和WENO格式的高精度混合格式,J.Compute。物理。,210, 554-583 (2005) ·Zbl 1113.76062号 [18] 周,Q。;He,F。;Shen,M.Y.,一类基于WENO格式的高效高阶混合有限差分格式,国际计算杂志。流体动力学。,26, 205-229 (2010) ·Zbl 07506651号 [19] Vichnevetsky,R。;Bowles,J.B.,双曲方程数值逼近的傅立叶分析(1982),SIAM:SIAM Philadelphia·Zbl 0495.65041号 [20] Tam,C.K。;Webb,J.C.,《计算声学的色散关系保留有限差分格式》,J.Compute。物理。,107, 262-281 (1993) ·Zbl 0790.76057号 [21] 王振杰。;Chen,R.F.,不连续线性波的优化加权基本无振荡格式,J.Compute。物理。,174, 381-404 (2001) ·Zbl 1106.76412号 [22] 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 [23] 博尔赫斯,R。;卡莫纳,M。;科斯塔,B。;Don,W.S.,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) ·Zbl 1136.65076号 [24] 卡斯特罗,M。;科斯塔,B。;Don,W.S.,双曲守恒律的高阶加权本质非振荡WENO-Z格式,J.Compute。物理。,230, 1766-1792 (2011) ·Zbl 1211.65108号 [25] E.M.泰勒。;吴,M。;Martín,M.P.,可压缩湍流直接数值模拟中加权基本非振荡方法的非线性误差优化,J.Compute。物理。,223, 384-397 (2007) ·Zbl 1165.76350号 [26] 胡晓云。;王,Q。;Adams,N.A.,自适应中心迎风加权基本无振荡格式,J.Compute。物理。,229, 8952-8965 (2010) ·Zbl 1204.65103号 [27] 胡晓云。;Adams,N.A.,隐式大涡模拟的尺度分离,J.Compute。物理。,230, 7240-7249 (2011) ·Zbl 1286.76068号 [28] Arshed,G.M。;Hoffmann,K.A.,《利用冲击波将宽带应用的WENO方案的线性和非线性权重误差最小化》,J.Compute。物理。,246, 58-77 (2013) ·Zbl 1349.76424号 [29] Sun,Z.S。;任永新。;拉里奇,C。;Zhang,S.Y。;Yang,Y.C.,一类用于可压缩湍流DNS的低色散和可控耗散的有限差分格式,J.Compute。物理。,230, 4616-4635 (2011) ·Zbl 1416.76192号 [30] 胡晓云。;Adams,N.A.,有限差分格式的色散损耗条件 [31] Pirozzoli,S.,《关于冲击捕获方案的光谱特性》,J.Compute。物理。,219, 489-497 (2006) ·Zbl 1103.76040号 [32] 韦尔斯,V.G。;Candler,G.V.,可压缩湍流DNS的加权ENO方案优化,AIAA Pap。,97, 1940 (1997) [33] 胡,F.Q。;侯赛因,M.Y。;Manthey,J.L.,计算声学的低密度和低色散Runge-Kutta格式,J.Compute。物理。,124, 177-191 (1996) ·Zbl 0849.76046号 [34] Ramboer,J。;Broeckhoven,T。;斯米尔诺夫,S。;Lacor,C.,《CAA应用中耦合空间离散化的时间积分方案优化》,J.Compute。物理。,213, 777-802 (2006) ·Zbl 1136.76391号 [35] Rajpoot,M.K。;Sengupta,T.K。;Dutt,P.K.,最佳时间推进色散关系保持方案,J.Compute。物理。,229, 3623-3651 (2010) ·Zbl 1190.65139号 [36] Gerolymos,G.A。;Sénéchal,D。;Vallet,I.,超高阶WENO格式,J.Compute。物理。,228, 8481-8524 (2009) ·Zbl 1176.65088号 [37] Shu,C.W.,双曲守恒律的本质非振荡和加权本质非振荡格式(2014),NASA/CR-97-206253,ICASE报告第97-65号 [38] 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 [39] 徐,Z。;Shu,C.W.,高阶有限差分WENO格式的反扩散通量修正,J.Compute。物理。,205, 2, 458-485 (2005) ·Zbl 1087.76080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。