×

模态滤波在谱差法中的应用。 (英语) Zbl 1376.65133号

总结:我们将作为模态滤波器实现的谱粘度(SV)公式应用于求解双曲守恒律的谱差分方法(SD)。在SD方法中,我们使用不同正交多项式(APK多项式)的选择。此外,我们获得了光滑函数的滤波APK扩展的新的误差界。我们证明,模态滤波器也依赖于SD方法中选择的多项式基。谱滤波使方案稳定,并留下较弱的振荡。因此,三角形正交多项式族及其特定模式滤波器的选择对SD方法的稳定性和准确性具有积极影响。在第二部分中,我们对具有周期初始条件的线性标量测试用例进行了稳定性分析,以找到APK多项式及其特定模态滤波器的最佳选择。据我们所知,这项工作是首次对带谱滤波的方案进行稳定性分析。最后,我们在一个著名的测试案例中演示了APK多项式的基础的影响。

MSC公司:

65M70型 偏微分方程初值和初边值问题的谱、配置及相关方法
6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
35升65 双曲守恒律
65岁15岁 涉及PDE的初值和初边值问题的误差界
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] 阿勒诺,Y。;Jameson,A.,滤波间断Galerkin方法和高阶离散通量重建方法之间的联系,计算。方法应用。机械。工程师,200,49-52,3628-3636(2011)·Zbl 1239.65061号 ·doi:10.1016/j.cma.2011.08.019
[2] atkins1998求积H.L.Atkins和C.W.Shu,双曲型方程间断Galerkin方法的无四次实现,AIAA期刊36(1998),第5期,775-782。
[3] 易货贸易2007震惊通用电气。易货和D.L。Darmofal,基于PDE的高阶人工粘度冲击捕捉,AIAA论文3823(2007)。
[4] 布莱斯,M.G。;Pozrikidis,C.,三角形上的Lobatto插值网格,IMA J.Appl。数学。,71, 1, 153-169 (2006) ·Zbl 1114.41001号 ·doi:10.1093/imamat/hxh077
[5] 木匠1994fourth M.H。卡彭特和C.A。Kennedy,《四阶2n存储龙格库塔方案》,美国宇航局tm 109112(1994),871-885。
[6] Dubiner,Moshe,三角形和其他域上的谱方法,J.Sci。计算。,6, 4, 345-390 (1991) ·Zbl 0742.76059号 ·doi:10.1007/BF01060030
[7] 查尔斯·邓克尔(Charles F.Dunkl)。;Xu,Yuan,《多变量正交多项式》,《数学及其应用百科全书》155,xviii+420页(2014),剑桥大学出版社,剑桥·Zbl 1317.33001号 ·doi:10.1017/CBO9781107786134
[8] Anne Gelb;Tanner,Jared,解决吉布斯现象的稳健重投影方法,应用。计算。哈蒙。分析。,20, 1, 3-25 (2006) ·Zbl 1088.42001号 ·doi:10.1016/j.acha.2004.12.007
[9] glaubitz2016enhanced J.Glaubitz,H.Ranocha,P.“Offner,and T.Sonar,Enhanced of correction procedure through reconstruction using summation by parts operators II:Modal filtering,2016,提交·Zbl 1404.65201号
[10] Gottlieb,D。;Hesthaven,J.S.,双曲线问题的谱方法,J.Compute。申请。数学。,128, 1-2, 83-131 (2001) ·Zbl 0974.65093号 ·doi:10.1016/S0377-0427(00)00510-0
[11] David Gottlieb;Orszag,Steven A.,《谱方法的数值分析:理论与应用》,CBMS-NSF应用数学区域会议系列,第26期,v+172页(1977),宾夕法尼亚州费城,工业与应用数学学会·Zbl 0412.65058号
[12] 大卫·戈特利布;Shu,Chi Wang,关于吉布斯现象及其解决方案,SIAM Rev.,39,4464-668(1997)·Zbl 0885.42003号 ·doi:10.1137/S0036144596301390
[13] Hesthaven,Jan S。;Robert M.Kirby,《勒让德谱方法中的滤波》,数学。公司。,772631425-1452(2008年)·Zbl 1195.65138号 ·doi:10.1090/S0025-5718-08-02110-8
[14] huang2005,隐式P.G.Huang,Z.J.Wang,Y.Liu,使用自适应多项式捕捉间断的隐式时空谱差分方法,AIAA论文5255(2005)。
[15] huynh2007flux H.T.Huynh,高阶格式的通量重建方法,包括间断Galerkin方法,AIAA论文4079(2007)。
[16] huynh2011high H.T.Huynh,高阶方法,包括三角网格上重建的间断Galerkin,AIAA论文44(2011)。
[17] Huynh,H.T。;王振杰。;Vincent,P.E.,《计算流体动力学的高阶方法:非结构网格上紧致微分公式的简要回顾》,计算与流体,98,209-220(2014)·Zbl 1390.65123号 ·doi:10.1016/j.compfluid.2013.12.007
[18] 安东尼·詹姆逊(Antony Jameson),《光谱差分法在所有精度等级下稳定性的证明》,《科学杂志》(J.Sci)。计算。,45, 1-3, 348-358 (2010) ·Zbl 1203.65198号 ·数字对象标识代码:10.1007/s10915-009-9339-4
[19] 乔治·埃姆(George Em),卡尼亚达基斯(Karniadakis);Sherwin,Spencer J.,《计算流体动力学、数值数学和科学计算的谱/(hp)元方法》,xviii+657 pp.(2005),牛津大学出版社,纽约·Zbl 1116.76002号 ·doi:10.1093/acprof:oso/9780198528692.0001
[20] 罗伯特·M·柯比。;Sherwin,Spencer J.,三角谱/(hp)元素离散化上二次非线性引起的混叠误差,J.工程数学。,56, 3, 273-288 (2006) ·Zbl 1110.65111号 ·doi:10.1007/s10665-006-9079-5
[21] Tom Koornwinder,经典正交多项式的双变量类似物。特殊函数的理论与应用,Proc。高级学期,数学。威斯康星州麦迪逊市威斯康星大学研究中心,1975,435-495(1975),纽约学术出版社·Zbl 0326.33002号
[22] David A.Kopriva。;Kolias,John H.,可压缩流动的保守交错网格Chebyshev多域方法,J.Compute。物理。,125, 1, 244-261 (1996) ·Zbl 0847.76069号 ·doi:10.1006/jcph.1996.0091
[23] kopriva 1995保守医学博士。Kopriva和J.H。Kolias,可压缩流的保守交错网格Chebyshev多域方法。,技术报告,DTIC文件,1995年·Zbl 0847.76069号
[24] 刘彦;马塞尔·维诺库;Wang,Z.J.,非结构化网格的谱差分方法。I.基本公式,J.计算。物理。,216, 2, 780-801 (2006) ·Zbl 1097.65089号 ·doi:10.1016/j.jcp.2006.01.024
[25] 马和平,切比雪夫·勒根德非线性守恒律谱粘度法,SIAM J.Numer。分析。,35, 3, 869-892 (1998) ·Zbl 0912.35104号 ·doi:10.1137/S0036142995293900
[26] 伊冯·玛代(Yvon Maday);Ould Kaber,Sidi M。;Tadmor,Eitan,Legendre非线性守恒定律的伪谱粘度法,SIAM J.Numer。分析。,30, 2, 321-342 (1993) ·Zbl 0774.65072号 ·doi:10.1137/0730016
[27] 2006年5月谱G.May和A.Jameson,非结构网格上Euler和Navier-Stokes方程的谱差分方法,AIAA论文304(2006)。
[28] 梅斯特,A。;Ortleb,S。;声纳,Th.,频谱滤波在三角剖分间断Galerkin方法中的应用,数值。偏微分方程方法,28,6,1840-1868(2012)·Zbl 1251.65141号 ·doi:10.1002/num.20705
[29] 安德烈亚斯·梅斯特;西格伦·奥尔特勒布;托马斯·声纳;Wirz,Martina,带模态滤波的扩展间断Galerkin和谱差分方法,ZAMM Z.Angew。数学。机械。,93, 6-7, 459-464 (2013) ·Zbl 1275.65062号 ·doi:10.1002/zamm.201200051
[30] \“Offner,Philipp;Sonar,Thomas,三角形上正交多项式的谱收敛,数值数学,124,4,701-721(2013)·Zbl 1273.65154号 ·doi:10.1007/s00211-013-0530-z
[31] offner2013detecting P.“Offner、T.Sonar和M.Wirz,检测数值数据中跳跃不连续的强度和位置,应用数学4(2013),第12、1期。
[32] ortleb2011diskontinuierliches S.Ortleb,Ein diskontinielliches Galerkin-Verfahren hoher Ordnung auf Driecksgittern mit modaler Filterung zur L“osung hyperpolicher Erhaltungsgleichungen,卡塞尔大学出版社,2011年。
[33] persson2006sub P.-O.Persson和J.Peraire,不连续伽辽金方法的亚细胞冲击捕获,AIAA论文112(2006)。
[34] ranocha2016enhancing H.Ranocha,J.Glaubitz,P.\“Offner和T.Sonar,通过使用部分运算符求和的重建来增强校正程序的稳定性I:人工耗散,2016,提交·兹比尔1412.65117
[35] 亨德里克·拉诺查\“Offner,Philipp;Sonar,Thomas,Summation-by-parts operators for correction procedure via reconstruction,J.Comput.Phys.,311299-328(2016)·Zbl 1349.65524号 ·doi:10.1016/j.jcp.2016.02.009
[36] Suetin,P.K.,《双变量正交多项式》,分析方法与特殊函数3,xx+348 pp.(1999),Gordon and Breach Science Publishers,阿姆斯特丹·兹比尔1058.33501
[37] 孙玉芝;王振杰。;Liu,Yen,非结构化六面体网格上Navier-Stokes方程的高阶多域谱差分方法,Commun。计算。物理。,2, 2, 310-333 (2007) ·Zbl 1164.76360号
[38] Tadmor,Eitan,非线性守恒律谱方法的收敛性,SIAM J.Numer。分析。,26, 1, 30-44 (1989) ·Zbl 0667.65079号 ·数字对象标识代码:10.1137/0726003
[39] 克里斯·范登·阿贝勒(Kris Van den Abeele);克里斯·拉科尔(Chris Lacor);Wang,Z.J.,关于光谱体积和光谱差分法之间的联系,J.Compute。物理。,227, 2, 877-885 (2007) ·Zbl 1134.65075号 ·doi:10.1016/j.jcp.2007.08.030
[40] 克里斯·范登·阿贝勒(Kris Van den Abeele);克里斯·拉科尔(Chris Lacor);王振杰,关于光谱差分法的稳定性和准确性,科学杂志。计算。,37, 2, 162-188 (2008) ·Zbl 1203.65132号 ·doi:10.1007/s10915-008-9201-0
[41] Vandeven,Herv’e,不连续问题的谱滤波器系列,科学杂志。计算。,6, 2, 159-192 (1991) ·Zbl 0752.35003号 ·doi:10.1007/BF01062118
[42] 文森特,体育。;卡斯通圭,P。;Jameson,A.,《冯·诺依曼高阶通量重建方案分析的见解》,J.Compute。物理。,230, 22, 8134-8154 (2011) ·Zbl 1343.65117号 ·doi:10.1016/j.jcp.2011.07.013
[43] 文森特,体育。;卡斯通圭,P。;Jameson,A.,一类新的高阶能量稳定通量重建方案,J.Sci。计算。,47, 1, 50-72 (2011) ·Zbl 1433.76094号 ·doi:10.1007/s10915-010-9420-z
[44] Wang 2007high Z.J.Wang,非结构网格上Euler和Navier-stokes方程的高阶方法,《航空航天科学进展》43(2007),第1期,第1-41页。
[45] 王振杰。;Gao,Haiyang,包含间断Galerkin的统一提升配置惩罚公式,混合网格上守恒定律的谱体积/差分方法,J.Compute。物理。,228, 21, 8161-8186 (2009) ·Zbl 1173.65343号 ·doi:10.1016/j.jcp.2009.07.036
[46] 王振杰。;刘彦;五月,乔治;Jameson,Antony,非结构化网格的谱差分方法。二、。欧拉方程的扩展,J.Sci。计算。,32, 1, 45-71 (2007) ·Zbl 1151.76543号 ·doi:10.1007/s10915-006-9113-9
[47] 2012年,Spektrale M.Wirz,Ein Spektrale Differenzen Verfahren mit modaler Filterung and zweidimensionaler Kantendtektierung mithilfe konjugierter Fourierreihen,Cuvillier,2012年。
[48] wirz2014detecting M.Wirz,《双曲守恒律高阶方法中的边缘检测》,演化偏微分方程的高阶非线性数值格式,Springer,2014年,第151-167页·Zbl 1366.76068号
[49] 于美林;王振杰。;Liu,Yen,《关于不连续Galerkin的精度和效率,谱差和通过重建方法的校正程序》,J.Compute。物理。,259, 70-95 (2014) ·Zbl 1349.65591号 ·doi:10.1016/j.jcp.2013.11.023
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。