×
F·法利萨德。

用于天气预报、计算流体动力学和空气声学的真正多维显式和隐式广义夏皮罗滤波器。 （英语） Zbl 1349.86033号

J.计算。物理学。 253, 344-367 (2013).
摘要：本文讨论一维滤波器在二维和三维空间中的扩展。针对显式和隐式广义Shapiro滤波器，提出了一种新的多维扩展。我们引入了显式和隐式广义夏皮罗滤波器的定义，从而导出了二维和三维空间分析的非常简单的公式。我们表明，用于天气预报、高阶空气动力学和气动声学计算的许多滤波器与所提出的定义相匹配。因此，新的多维扩展可以在现有解算器中轻松实现。从紧凑性、鲁棒性、准确性和计算量等方面对新的多维延拓方法和两种常用方法进行了比较。使用可压缩欧拉方程进行各种计算时，评估了真正多维扩展的好处。

引用于8文件

MSC公司：

86A10美元 气象学和大气物理学
2008年6月 地球物理学相关问题的计算方法

关键词：

空间滤波器;显式过滤器;隐式过滤器;多维过滤器;高阶;天气预报;空气动力学;空气声学

软件：

奇梅拉;GOAHEAD公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit｛F.Falisard｝，J.Comput。物理学。253344-367（2013年；Zbl 1349.86033）
全文： DOI程序

参考文献：

[1] Fjörtoft，R.，关于积分正压涡度方程的数值方法，Tellus，4179-194（1952）
[2] Fjörtoft，R.，《空间平滑在物理天气预报中的应用》，Tellus，7462-480（1955）
[3] Shuman，F.，天气预报中的数值方法：II。平滑和过滤，周一。Weather Rev.，85357-361（1957年）
[4] Shapiro，R.，《平滑、滤波和边界效应》，《地球物理学评论》。太空物理学。，8, 359-387 (1970)
[5] Shapiro，R.，《线性滤波作为大气扩散参数化的使用》，J.Atmos。科学。，28, 523-531 (1971)
[6] Shapiro，R.，线性滤波，数学。计算。，29, 1094-1097 (1975) ·Zbl 0313.65006号
[7] 纳尔逊，S。；Weible，M.，三维Shuman滤波器，J.Appl。美托洛尔。，19, 464-469 (1980)
[8] Purser，R.，《气象场过滤》，《气候应用杂志》。流星。，26, 1764-1769 (1987)
[9] 朗，P。；沙弗，W。；Kemper，J。；Hicks，F.，《技术发展实验室边界层模型现状》（1978），NOAA技术备忘录NWS TDL 66
[10] Alpert，P.，隐式滤波与显式滤波，J.Compute。物理。，44, 212-219 (1981) ·Zbl 0492.76054号
[11] 雷蒙德，W。；Garder，A.，《有限面积计算中使用的空间滤波器》，周一。《天气评论》，116，209-222（1988）
[12] Raymond，W.，有限面积计算中使用的高阶低通隐式切线滤波器，周一。《天气评论》，1162132-2141（1988）
[13] 雷蒙德，W。；Garder，A.，《递归和隐式过滤器综述》，Mon。《天气评论》，119477-495（1991）
[14] 贾布罗诺夫斯基，C。；Williamson，D.，《大气环流模型中扩散、过滤器和固定器的优缺点》，（Lauritzen，P.H.；Jablonowski，C.；Taylor，M.A.；Nair，R.D.，《全球大气模型的数值技术》，《Lect.Notes计算科学与工程》，第80卷（2011年），Springer），381-493·Zbl 1215.86001号
[15] Lapidus，A.，通过二阶有限差分进行的分离冲击计算，J.计算。物理。，2, 154-177 (1967) ·Zbl 0152.44804号
[16] Vliegenthart，A.C.，《Shuman滤波算子与冲击波数值计算》，J.Eng.Math。，4, 341-348 (1970) ·Zbl 0211.29201号
[17] Harten，A。；Zwas，G.，用于冲击计算的切换数字Shuman滤波器，J.Eng.Math。，6, 207-213 (1972) ·兹比尔0242.76041
[18] Lerat，A。；Peyret，R.，非中心格式和激波传播问题，计算。流体，2，35-52（1974）·Zbl 0328.76051号
[19] van Leer，B.，《走向最终保守差分格式》。二、。单调性和守恒性结合在二阶格式中，J.Compute。物理。，14, 361-370 (1974) ·Zbl 0276.65055号
[20] Engquist，B。；Lötstedt等人。；Sjögreen，B.，高效冲击计算的非线性滤波器，数学。计算。，52, 509-537 (1989) ·Zbl 0667.65073号
[21] Lele，S.，具有光谱分辨率的紧凑有限差分格式，J.Compute。物理。，103, 16-42 (1992) ·Zbl 0759.65006号
[22] Gaitonde，D。；尚，J。；Young，J.，《波传播现象的高阶数值格式的实用方面》，国际J·数值。方法工程，451849-1869（1999）·Zbl 0959.65103号
[23] 维斯巴尔，M。；Gaitonde，D.，复杂非定常亚音速流动的高阶精度方法，AIAA J.，371231-1239（1999）
[24] 谭，C。；韦伯，J.C。；Dong，Z.，《计算声学中短波分量的研究》，J.Compute。蝗虫。，1，1-30（1993年）·Zbl 1360.76303号
[25] 转向架，C。；Bailly，C.，流量和噪声计算的一系列低色散和低耗散显式格式，J.Compute。物理。，194, 194-214 (2004) ·Zbl 1042.76044号
[26] Falissard，F。；Le Garrec，T.，《用于气动声学计算的真正多维高阶显式滤波器的评估》，（第19届AIAA/CEAS气动声学会议（第34届AIAA气动声学大会）。第19届AIAA/CEAS空气声学会议（第34届AIAA空气声学会议），5月27-29日，德国柏林（2013年）
[27] Richtmyer，R.，《初值问题的差分方法》（1957），跨学科出版社·Zbl 0079.33702号
[28] Lerat，A。；Corre，C.，结构化网格上基于高阶残差的紧致格式，（Deconick，H.；Ricchiuto，M.，第34届CFD-高阶离散化方法（EUA4X），VKI LS 2006-01（2006），冯·卡曼流体动力学研究所）
[29] 科尔，C。；Falissard，F。；Lerat，A.，可压缩无粘流的基于高阶残差的紧致格式，计算。流体，36，1567-1582（2007）·兹比尔1194.76152
[30] Lerat，A。；Cinnella，P。；米歇尔，B。；Falissard，F.，基于高阶残差的空气动力学和气动声学紧凑方案，计算。流体，61，31-38（2012）·Zbl 1365.76196号
[31] 阿尤布，A.，《调和三角和β函数》，数学。Mag.，60，223-225（1987）·Zbl 0626.33001号
[32] 詹欣，L。；奇白，H。；李，H。；Jixuan，Y.，《计算气动声学的优化紧凑滤波方案》，Int.J.Numer。《液体方法》，60，827-845（2009）·Zbl 1165.76037号
[33] Kim，J.，具有可变截止波数和稳定边界处理的高阶紧滤波器，计算。流体，39，1168-1182（2010）·Zbl 1242.76204号
[34] 森古普塔，T。；Bhumkar，Y.，新显式二维高阶滤波器，计算。流体，39，1848-1863（2010）·Zbl 1245.76128号
[35] 舒，C。；Osher，S.，《本质上非振荡冲击捕获方案的有效实现》，J.Compute。物理。，77, 439-471 (1988) ·Zbl 0653.65072号
[36] 哥特利布，S。；Shu，C.，总变差递减Runge-Kutta格式，数学。计算。，6773-85（1998年）·Zbl 0897.65058号
[37] Yee，H。；Sandham，N。；Djomehri，N.，使用基于特征的滤波器的低耗散高阶冲击捕获方法，J.Comput。物理。，150, 199-238 (1999) ·Zbl 0936.76060号
[38] Lerat，A。；Falissard，F。；Sidès，J.，可压缩Euler方程的涡保持格式，J.Compute。物理。，225, 635-651 (2007) ·Zbl 1343.76030号
[39] Falissard，F。；Lerat，A。；Sidès，J.，使用涡度保持方案计算翼型-涡相互作用，AIAA J.，46，1614-1623（2008）
[40] 巴尔萨拉，D。；Shu，C.，具有越来越高精度的保单调加权本质上无振荡格式，J.Comput。物理。，160, 405-452 (2000) ·Zbl 0961.65078号
[41] 江，G。；Shu，C.，加权ENO方案的高效实现，J.Compute。物理。，126, 202-228 (1996) ·Zbl 0877.65065号
[42] Kim，J。；Lee，D.，计算气动声学的自适应非线性人工耗散模型，AIAA J.，39，810-818（2001）
[43] 博吉，C。；北卡罗来纳州德卡奎雷。；Bailly，C.，基于高阶非线性计算的自适应空间滤波的冲击捕捉方法，J.Compute。物理。，228, 1147-1465 (2009) ·Zbl 1263.76046号
[44] Robert，A.，Euler方程半隐式公式的气泡对流实验，J.Atmos。科学。，50, 1865-1873 (1993)
[45] Péron，S。；Benoit，C.，基于八叉树方法的自动离体重叠自适应笛卡尔网格方法，J.Compute。物理。，232, 153-173 (2012)
[46] 雷诺，T。；Costes，M。；Péron，S.，用Chimera组件计算GOAHEAD构型，Aerosp。科学。技术。，19, 50-57 (2011)
[47] Daude，F。；J.Berland。；埃默特，T。；Lafon，P。；克罗泽特，F。；Bailly，C.，直接计算气动声音的高阶有限差分算法，计算。流体，61，46-63（2012）·Zbl 1365.76189号
[48] Chicheportiche，J。；Gloerfelt，X.，《重叠网格上高精度计算的插值方法研究》，《计算》。流体，68112-133（2012）·Zbl 1365.76216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。