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非对齐网格上各向异性热传导方程的三个间断Galerkin格式。 (英语) Zbl 1344.76054号

摘要:我们提出并讨论了非对齐柱面网格上各向异性热传导方程的三种间断Galerkin(dG)离散。我们的非对齐格式依赖于椭圆算子的自共轭局部dG(LDG)离散化。它精确地守恒能量,并以任意阶收敛。数值垂直热通量的污染随超收敛率的增加而减小。我们将该方案与基于用于并行导数离散化的通量坐标无关方法的对齐方案进行了比较。这里,dG方法提供了必要的插值。第一次对齐离散化可用于显式时间积分器。然而,该方案违反了能量守恒,并且在非常高的分辨率下显示出停滞的收敛速度。我们通过使用并行导数算子的伴随来构造第二个自共轭对齐格式,部分地克服了这一问题。该方案保留了能量,但在数值测试中揭示了非物理振荡,这导致收敛阶数降低。这两种对齐格式在垂直方向的数值热流密度都很低,并且对于具有有限平行梯度的凹槽模式更为优越。我们在对一般轴对称磁场的所有三种方案的各种数值实验的基础上进行了论证,与第三作者等人的对齐有限差分(FD)方案进行了比较。[“使用通量表面独立网格的3D托卡马克模拟的数值方法”,Contrib。血浆物理学。第54期,第4-6期,第549-554期(2014年;doi:10.1002/ctpp.201410041)]以及第三位作者等【“磁约束等离子体模拟的场线图方法”,《计算物理通讯》198139-153(2016;doi:10.1016/j.cp.2015.09.016)].

MSC公司:

76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
76X05型 电磁场中的电离气体流动;浆状流
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
82天10分 等离子体统计力学
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