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不连续重建真的是一个好主意吗? (英语) Zbl 1381.65073号

摘要:四分之一个世纪以来,人们几乎自动假定双曲守恒律的数值解最好是通过重建仅为分段连续的初始数据来实现的。通过黎曼解算器考虑了不连续性的影响。这一策略在实践中取得了巨大成功,但只引入了一维物理学作为多维问题离散化的指南。本文指出了一些由此产生的缺陷,并提出了另一种观点。除了消除不连续性之外,新的“主动通量”方法的主要新颖之处在于将扰动分为平流扰动和声学扰动,声学通过利用标量波动方程的经典解进行处理。可压缩欧拉方程标准试验问题的结果表明,与传统方法相比,采用这种方法可能会使成本效益提高一个数量级。

MSC公司:

6500万08 含偏微分方程初值和初边值问题的有限体积法
35升65 双曲守恒律
76N15型 气体动力学(一般理论)
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
35升05 波动方程
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Abgrall,R.:《双曲和抛物线问题的剩余分布方案综述:2010年7月最新进展》,Commun。计算。物理。11(04), 1043-1080 (2012) ·Zbl 1373.76114号 ·doi:10.4208/cicp.270710.130711s
[2] Akoh,R.,Ii,S.,Xiao,F.:非结构网格上浅水方程的多矩有限体积公式。J.计算。物理。229(12), 4567-4590 (2010) ·Zbl 1305.76060号 ·doi:10.1016/j.jcp.2010.02.023
[3] Alpert,B.,Greengard,L.,Hagstrom,T.:波动方程的积分演化公式。J.计算。物理。16(22), 536-543 (2000) ·Zbl 0966.65062号 ·doi:10.1006/jcph.2000.6547
[4] Berton,C.,Sarazin,C.,Turpault,R.:具有不受限制时间步长的线性平流的k阶时空广义黎曼问题求解器。科学杂志。计算。55(2), 268-308 (2013) ·Zbl 1273.65108号 ·doi:10.1007/s10915-012-9632-5
[5] Cockburn,B.,Shu,C.-W.:对流主导问题的RungeKutta间断Galerkin方法。科学杂志。计算。16(3), 173-261 (2001) ·Zbl 1065.76135号 ·doi:10.1023/A:1012873910884
[6] Colella,P.:双曲守恒定律的多维迎风方法。J.计算。物理。87(1),171-200(1990)·Zbl 0694.65041号 ·doi:10.1016/0021-991(90)90233-Q
[7] 库兰特,R.,希尔伯特,D.:《数学物理方法》,第二卷。Interscience,纽约(1962)·Zbl 0099.29504号
[8] Deconick,H.、Paillere,H.,Struijs,R.、Roe,P.L.:基于守恒定律系统波动分裂的多维迎风格式。计算力学11(5-6),323-340(1993)·Zbl 0771.76048号 ·doi:10.1007/BF00350091
[9] Eymann,T.A.,Roe,P.L.:活性通量方案。参加:第49届AIAA航空航天科学会议(2011年)
[10] Eymann,T.A.,Roe,P.L.:多维活性通量方案。In:第21届AIAA计算流体动力学会议(2013)·Zbl 0622.76075号
[11] Fan,D.:关于非线性双曲守恒律有源通量方案的声学分量。密歇根大学航空航天工程博士论文(2017年)·Zbl 0694.65041号
[12] Fan,D.,Roe,P.L.:波传播新方案的研究。In:第22届AIAA计算流体动力学会议(2015年)·Zbl 1273.65108号
[13] Godunov,S.K.:一种数值计算流体动力学方程间断解的差分方法。Mat.Sb.89(3),271-306(1959)·Zbl 0171.46204号
[14] Godunov,S.K.:关于差分格式的回忆。J.计算。物理。153(1), 6-25 (1999) ·Zbl 0936.65106号 ·doi:10.1006/jcph.1999.6271
[15] Hagstrom,T.:多维波精确演化的高分辨率差分方法。申请。数字。数学。93, 114-122 (2015) ·Zbl 1326.65107号 ·doi:10.1016/j.apnum.2014.07.001
[16] Hughes,T.J.,Mallet,M.:计算流体动力学的新有限元公式:III.多维对流扩散系统的广义流线算子。计算。方法应用。机械。工程师58305-328(1986)·Zbl 0622.76075号 ·doi:10.1016/0045-7825(86)90152-0
[17] Hughes,T.J.、Scovazzi,G.、Tezduyar,T.E.:可压缩流的稳定方法。科学杂志。计算。43(3), 343-368 (2010) ·Zbl 1203.76130号 ·doi:10.1007/s10915-008-9233-5
[18] Karabasov,S.A.,Goloviznin,V.M.:流体动力学的紧凑精确边界调整高分辨率技术。J.计算。物理。228(19), 7426-7451 (2009) ·Zbl 1172.76034号 ·doi:10.1016/j.jp.2009.06.037
[19] Krivodonova,L.,Qin,R.:不连续Galerkin方法的光谱分析。申请。数字。数学。64, 1-18 (2013) ·兹比尔1255.65166 ·doi:10.1016/j.apnum.2012.07.008
[20] Lax,D.,Liu,X.-D.:用正格式求解二维气体动力学黎曼问题。SIAM科学杂志。计算。19(2), 319-340 (1998) ·Zbl 0952.76060号 ·doi:10.1137/S1064827595291819
[21] Levecque,R.J.:不可压缩流中平流的高分辨率保守算法。SIAM J.数字。分析。33(2), 627-665 (1996) ·兹比尔0852.76057 ·数字对象标识代码:10.1137/0733033
[22] Lukacova-Medvidova,M.,Morton,K.W.,Warnecke,G.:双曲系统的有限体积演化Galerkin方法。SIAM科学杂志。计算。26(1), 1-30 (2004) ·Zbl 1078.65562号 ·doi:10.1137/S1064827502419439
[23] Maeng,J.:(Brad),关于非线性双曲守恒律的活动通量方案的平流分量。密歇根大学航空航天工程博士论文(2017年)
[24] Mesaros,L.M.:非结构网格上Euler方程的多维分裂格式。密歇根大学航空航天工程和科学计算博士论文(1995年)·Zbl 1027.65132号
[25] Nishikawa,H.:新一代双曲线Navier-Stokes格式:O(1/H)加速和准确的粘性/热通量。In:第20届AIAA计算流体动力学会议(2011年)·Zbl 0952.76060号
[26] Nishikawa,H.,Rad,M.,Roe,P.L.:保留势流的三阶涨落分裂方案。收录于:AIAA论文2001-2595,第15届AIAA CFD会议,阿纳海姆(2001)·Zbl 1255.65166号
[27] Nishikawa,H.,van Leer,B.:椭圆/双曲线分裂的最优多重网格收敛。J.计算。物理。190(1), 52-63 (2003) ·Zbl 1027.65132号 ·doi:10.1016/S0021-9991(03)00253-5
[28] Peshkov,I.,Romenski,E.:粘性牛顿流的双曲模型。Contin公司。机械。Thermodyn公司。28(1-2), 85-104 (2016) ·Zbl 1348.76046号 ·doi:10.1007/s00161-014-0401-6
[29] Popov,M.V.,Ustyugov,S.D.:用于气体动力学模拟的局部模板上的分段抛物线方法。计算。数学。数学。物理。47(12), 1970-1989 (2007) ·Zbl 07812368号 ·doi:10.1134/S0965542507120081
[30] Rad,M.:欧拉方程的残差分布方法,保留了势流。密歇根大学航空航天工程与科学计算博士论文(2001年)·Zbl 1172.76034号
[31] Rider,W.J.:重新考虑重绘方法。国际期刊数字。方法流体76(9),587-610(2014)·数字对象标识码:10.1002/fld.3950
[32] 罗伊,波兰;莫顿,KW(编辑);Baines,MJ(编辑),波动和信号——数值演化问题的框架,第11期(1982年),牛津·Zbl 0569.76072号
[33] Roe,P.L.:含时多维气体动力学数值分析的离散模型。J.计算。物理。63(2), 458-476 (1986) ·Zbl 0587.76126号 ·doi:10.1016/0021-9991(86)90204-4
[34] Roe,P.L.:三角网格上的线性平流方案。克兰菲尔德航空学院,克兰菲尔德(1987)
[35] 罗伊,波兰;Abgrall,R.(编辑);Shu,C-W(编辑),多维上卷,第18期,53-80(2017),阿姆斯特丹·Zbl 1368.65168号
[36] Roe,P.L.:对\[u_t+u_x=0\]ut+ux=0的间断Galerkin解的超收敛性的简单解释。Commun公司。计算。物理。21(4), 905-912 (2017) ·Zbl 1388.65105号
[37] Roe,P.L.,Beard,L.:欧拉方程多维上卷的改进波浪模型。第十三届流体动力学数值方法国际会议。柏林施普林格(1993)·Zbl 0587.76126号
[38] Sherwin,S.:连续和不连续Galerkin公式的色散分析。In:间断Galerkin方法。施普林格,柏林(2000)·Zbl 0946.65084号
[39] Van der Weide,E.,Deconick,H.:双曲系统的正矩阵分布方案。收录人:Désidèri,J.A.,Hirsch,C.,Le Tallec,P.,Pandolfi,M.,Périaux,J.(编辑),ECCOMAS’96,计算流体动力学,第747-753页。威利,纽约(1996)·Zbl 1373.76114号
[40] Van Leer,B.:走向最终保守差分格式。IV、 一种新的数值对流方法。J.计算。物理。23(3), 276-299 (1977) ·Zbl 0339.76056号 ·doi:10.1016/0021-9991(77)90095-X
[41] Wang,Z.J.等:高阶CFD方法:现状和前景。国际期刊数字。方法流体72(8),811-845(2013)·Zbl 1455.76007号 ·数字对象标识码:10.1002/fld.3767
[42] Zeng,X.:应用于无粘可压缩流动问题的高阶混合有限差分有限体积法:初步研究。计算。流体98,91-110(2014)·Zbl 1391.76502号 ·doi:10.1016/j.com流体.2014.02.007
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