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使用局部各向异性基函数方法的高阶差分格式。 (英语) Zbl 1440.76113号

摘要:无网格方法在复杂几何体的模拟中具有巨大潜力,因为它避免了耗时的网格生成过程。平滑粒子流体力学(SPH)是应用最广泛的无网格方法,但缺乏一致性。特别需要高阶、一致和局部(使用紧凑的计算模板)无网格方法。
在这里,我们提出了一个新的框架来生成局部高阶差分算子任意的节点分布,称为局部各向异性基函数方法(LABFM)。权重是由各向异性基函数(ABF)的线性和构成的,选择它是为了确保多项式域精确再现到给定的阶数。ABF基于基本径向基函数(RBF),基本RBF的选择对精度影响不大,但影响稳定性。LABFM能够生成具有紧凑计算模板的高阶差分算子(四阶具有\(mathcal{N}\约25)个节点,八阶具有\二维(mathcal{N}\约60)个节点)。在域边界(不完全支持),LABFM自动提供与内部方案相同顺序的单边差异,最多为4阶。我们使用该方法求解椭圆、抛物和混合双曲抛物型偏微分方程(PDEs),显示出八阶收敛性。高粘度的加入很简单,可以在解决双曲线问题时有效地提供稳定性。
LABFM是一种很有前途的新的无网格方法,用于求解复杂几何体中的偏微分方程。该方法具有高度的可扩展性,对于欧拉格式,在给定精度下,计算效率与RBF-FD相比具有竞争力。一个特别吸引人的特点是,在低阶极限下,LABFM坍塌为平滑粒子流体力学(SPH),并且具有分辨率和精度自适应性的任意拉格朗日-欧拉方案的潜力。

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76米28 粒子法和晶格气体法
65N75型 涉及偏微分方程边值问题的概率方法、粒子方法等
65亿75 涉及偏微分方程的初值和初边值问题的概率方法、粒子方法等
65个M12 含偏微分方程初值和初边值问题数值方法的稳定性和收敛性
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