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基于真正多维HLL-Riemann解算器的非结构化三角网格上的Lagrangian ADER-WENO有限体积格式。 (英语) Zbl 1349.76309号

摘要:在本文中,我们使用了第二作者等人最近开发的真正多维HLL-Riemann解算器。[同上,261,Part A,172-208(2014;Zbl 1349.76426号)]在非结构化三角网格上构造一类新的高效计算的高阶拉格朗日ADER-WENO一步ALE有限体积格式。非线性WENO重构算子使算法在空间上达到高精度,而在时间上则通过基于局部时空Galerkin预测器的ADER时间步进技术获得高精度。考虑到每个节点的整个Voronoi邻域,多维HLL和HLLC Riemann解算器在网格的每个顶点上运行,并允许比传统一维Riemanns解算器更大的时间步长。多维Riemann解算器生成的结果随后在我们的一步ALE算法中使用两次:首先,作为节点解算器,为每个顶点分配唯一的速度向量,以保持计算网格的连续性;第二,作为真正多维数值通量评估的构建块,允许该方案运行较大的时间步长与在法线方向上使用经典一维黎曼解算器的传统有限体积方案相比。使用辛普森空间求积法则和时间高斯-勒根德求积。为了克服元件重叠或交叉,可能需要重新分区步骤。由于我们的一步ALE有限体积方案直接基于控制PDE系统的时空守恒公式,因此不需要重新映射阶段,这使得我们的算法成为所谓的直接的ALE方法。我们将本文提出的方法应用于两个双曲守恒律系统,即可压缩气体动力学的欧拉方程和理想经典磁流体动力学(MHD)方程。已经进行了空间和时间上高达四阶精度的收敛性研究。为了验证新方法,解决了几个数值试验问题。此外,将基于真正多维黎曼解的新的高阶拉格朗日格式与基于传统一维黎曼求解器的高阶拉格朗日有限体积格式进行了仔细的比较。已经清楚地表明,由于CFL条件的限制较少,基于多维HLL和HLLC-Riemann解算器的新方案的计算效率高于基于传统一维Riemann解算器技术的方案。

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6500万08 含偏微分方程初值和初边值问题的有限体积法
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