×

二维中心迎风格式的数值耗散开关。 (英语) Zbl 1485.76058号

摘要:我们提出了一种数值耗散开关,它有助于控制中央迎风格式中的数值耗散量。我们的主要目标是减少数值耗散而不冒振荡的风险。通过更准确地估计计算域部分(即近接触不连续性和剪切)中的局部传播速度,可以实现这一目标。为此,我们引入了一个开关参数,它取决于能量在(x)和(y)方向的分布。所得的新中心迎风格式在多个数值算例上进行了测试,证明了该方法相对于原始中心迎风方案的优越性。

MSC公司:

76个M12 有限体积法在流体力学问题中的应用
76N15型 气体动力学(一般理论)
76U05型 旋转流体的一般理论
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] P.Arminjin,M.-C.Viallon和A.Madrane,非结构网格上守恒定律的Lax-Friedrichs和Nessyahu-Tadmor格式的有限体积扩展。国际期刊计算。流体动力学。9 (1997) 1-22. ·Zbl 0913.76063号
[2] D.S.Balsara和B.Nkonga,具有自相似内部结构的多维Riemann问题——第三部分——保守双曲系统HLLI-Riemann解算器的多维模拟。J.计算。物理。346 (2017) 25-48. ·Zbl 1378.76056号
[3] J.Cheng和C.W.Shu,可压缩Euler方程的高阶ENO守恒拉格朗日型格式。J.计算。物理。227 (2007) 1567-1596. ·Zbl 1126.76035号
[4] J.Cheng和C.W.Shu,可压缩Euler方程曲线网格上的三阶守恒拉格朗日型格式。Commun公司。计算。物理。4 (2008) 1008-1024. ·Zbl 1364.76111号
[5] A.Chertock、S.Cui、A.Kurganov、S.N.Özcan和E.Tadmor,带引力的Euler方程的Well-balanced格式:使用全局通量的保守公式。J.计算。物理。358 (2018) 36-52. ·Zbl 1381.76316号
[6] D.P.Dempsey和R.Rotunno,混合层模型中中尺度涡的地形生成。J.大气。科学。45(1988)2961-2978。
[7] J.Dewar、A.Kurganov和M.Leopold,可压缩欧拉方程的基于压力的适应指示器。数字。方法部分。不同。埃克。31 (2015) 1844-1874. ·Zbl 1331.76078号
[8] U.S.Fjordholm,S.Mishra和E.Tadmor,关于可测值解的计算。Acta Numer公司。25 (2016) 567-679. ·Zbl 1382.76001号
[9] E.Godlewski和P.-A.Raviart,双曲守恒律系统的数值逼近。收录于:《应用数学科学》第118卷。Springer-Verlag,纽约(1996年)·Zbl 0860.65075号
[10] S.K.Godunov,流体动力学方程间断解数值计算的差分方法。Mat.Sb.(N.S.)47(1959)271-306·Zbl 0171.46204号
[11] S.Gottlieb,C.-W.Shu和E.Tadmor,强稳定性保持高阶时间离散化方法。SIAM修订版43(2001)89-112·Zbl 0967.65098号
[12] S.Gottlieb,D.Ketcheson和C.W.Shu,保强稳定性Runge-Kutta和多步时间离散化。世界科学出版有限公司,新泽西州哈肯萨克(2011)·Zbl 1241.65064号
[13] E.Gouzien、N.Lahaye、V.Zeitlin和T.Dubos,具有水平温度/密度梯度的旋转浅水中的热不稳定性。物理。《流体》29(2017)101702。
[14] J.-L.Guermond和B.Popov,从上面快速估计欧拉方程黎曼问题中的最大波速。J.计算。物理。321 (2016) 908-926. ·Zbl 1349.76769号
[15] A.Harten,P.Lax和B.van Leer,关于双曲守恒律的上游差分和Godunov型格式。SIAM Rev.25(1983)35-61·兹伯利0565.65051
[16] J.S.Hesthaven,守恒定律的数值方法。从分析到算法。收录于:计算科学与工程第18卷。工业与应用数学学会(SIAM),宾夕法尼亚州费城(2018)·Zbl 1403.65001号
[17] G.-S.Jiang和E.Tadmor,多维双曲守恒律的非振荡中心格式。SIAM J.科学。计算。19 (1998) 1892-1917. ·Zbl 0914.65095号
[18] D.Kröner,守恒定律的数值方案。Wiley-Teubner系列《数值数学进展》。约翰·威利父子公司,奇切斯特(1997)·Zbl 0872.76001号
[19] A.Kurganov,《中心格式:非线性双曲偏微分方程的强大黑盒解算器》。在:双曲问题数值方法手册第17卷。爱思唯尔/荷兰北部,阿姆斯特丹(2016)525-548。
[20] A.Kurganov,浅水方程的有限体积格式。Acta Numer公司。27 (2018) 289-351. ·兹比尔1430.76372
[21] A.Kurganov和C.-T.Lin,关于中央迎风格式中数值耗散的减少。Commun公司。计算。物理。2 (2007) 141-163. ·Zbl 1164.65455号
[22] A.Kurganov和G.Petrova,双曲守恒律和相关问题的三阶半离散真正多维中心格式。数字。数学。88 (2001) 683-729. ·Zbl 0987.65090号
[23] A.Kurganov和E.Tadmor,非线性守恒定律和对流扩散方程的新高分辨率中心格式。J.计算。物理。160 (2000) 241-282. ·Zbl 0987.65085号
[24] A.Kurganov和E.Tadmor,在没有Riemann问题求解器的情况下求解气体动力学的二维Riemann-问题。数字。方法部分。不同。埃克。18 (2002) 584-608. ·Zbl 1058.76046号
[25] A.Kurganov、S.Noelle和G.Petrova,双曲守恒律和Hamilton-Jacobi方程的半离散中心迎风格式。SIAM J.科学。计算。23 (2001) 707-740. ·Zbl 0998.65091号
[26] A.Kurganov,M.Prugger和T.Wu,二维双曲守恒律系统的二阶完全离散中心迎风格式。SIAM J.科学。计算。39(2017)A947-A965·兹比尔1364.76117
[27] A.Kurganov,Y.Liu和V.Zeitlin,《热与等温旋转浅水方程:通过使用新的平衡中心迎风方案进行模拟,比较两个模型中的动力学过程》。显示在:Geophys。阿童木。流体动力学。(2020)内政部:10.1080/03091929.2020.1774876。
[28] A.Kurganov、Y.Liu和V.Zeitlin,热旋转浅水方程的一个平衡良好的中央迎风格式。J.计算。物理。411 (2020) 109414. ·Zbl 1436.65123号
[29] R.L.Lavoie,湖泊效应风暴的中尺度数值模型。J.大气。科学。29 (1972) 1025-1040.
[30] P.D.Lax和X.-D.Liu,用正格式求解二维气体动力学黎曼问题。SIAM J.科学。计算。19(1998)319-340(电子版)·Zbl 0952.76060号
[31] R.J.LeVeque,通过波传播在任意网格上的高分辨率有限体积方法。J.计算。物理。78 (1988) 36-63. ·Zbl 0649.65050号
[32] R.J.LeVeque,多维双曲系统的波传播算法。J.计算。物理。131 (1997) 327-353. ·Zbl 0872.76075号
[33] R.J.LeVeque,双曲问题的有限体积方法。剑桥应用数学课本。剑桥大学出版社,剑桥(2002)·Zbl 1010.65040号
[34] D.Levy、G.Puppo和G.Russo,双曲守恒律系统的中央WENO方案。ESAIM:M2AN 33(1999)547-571·兹比尔0938.65110 ·doi(操作界面):https://www.esaim-m2an.org/articles/m2an/abs/1999/03/m2an833/m2安833.html
[35] D.Levy、G.Puppo和G.Russo,多维守恒定律的紧凑型中央WENO方案。SIAM J.科学。计算。22 (2000) 656-672. ·Zbl 0967.65089号
[36] D.Levy、G.Puppo和G.Russo,多维双曲守恒律系统的四阶中心WENO格式。SIAM J.科学。计算。24 (2002) 480-506. ·Zbl 1014.65079号
[37] K.-A.Lie和S.Noelle,关于守恒律系统二阶非振荡中心差分格式的人工压缩方法。SIAM J.科学。计算。24 (2003) 1157-1174. ·Zbl 1038.65078号
[38] R.Liska和B.Wendroff,欧拉方程一维和二维测试问题上几种差分格式的比较。SIAM J.科学。计算。25 (2003) 995-1017. ·Zbl 1096.65089号
[39] W.Liu,J.Cheng和C.-W.Shu,可压缩Euler方程的Lax-Wendroff型时间离散高阶保守Lagrangian格式。J.计算。物理。228 (2009) 8872-8891. ·Zbl 1287.76181号
[40] M.Luká_cová-Medviová,K.W.Morton和G.Warnecke,双曲系统的有限体积演化Galerkin方法。SIAM J.科学。计算。26(2004)1-30·Zbl 1078.65562号
[41] J.P.McCreary、P.K.Kundu和R.L.Molinari,《印度洋动力学、热力学和混合层过程的数值研究》。掠夺。Oceanog公司。31 (1993) 181-244.
[42] H.Nessyahu和E.Tadmor,双曲守恒律的非振荡中心差分。J.计算。物理。87 (1990) 408-463. ·Zbl 0697.65068号
[43] J.Panuelos、J.Wadsley和N.Kevlahan,《粒子方法的低剪切扩散中心方案》。J.计算。物理。414(2020年)·Zbl 1440.76121号
[44] P.Ripa,关于用热力学改进单层海洋模型。J.流体力学。303 (1995) 169-201. ·Zbl 0856.76008号
[45] P.L.Roe,近似黎曼解算器,参数向量和差分格式。J.计算。物理。43 (1981) 357-372. ·Zbl 0474.65066号
[46] M.L.Salby,简单分层下的深层环流。Tellus 41A(1989)48-65。
[47] C.W.Schulz-Rinen,二维气体动力学黎曼问题的分类。SIAM J.数学。分析。24 (1993) 76-88. ·Zbl 0811.35082号
[48] C.W.Schulz-Rinen、J.P.Collins和H.M.Glaz,二维气体动力学黎曼问题的数值解。SIAM J.科学。计算。14 (1993) 1394-1394. ·Zbl 0785.76050号
[49] 史建华,张永泰,舒春伟,复杂流动结构高阶WENO格式的求解。J.计算。物理。186(2003)690-696·Zbl 1047.76081号
[50] P.K.Sweby,双曲守恒定律中使用通量限制器的高分辨率方案。SIAM J.数字。分析。21 (1984) 995-1011. ·Zbl 0565.65048号
[51] E.F.Toro,Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamics:A Practical Introduction,第三版。Springer-Verlag,柏林,海德堡(2009)·Zbl 1227.76006号
[52] B.van Leer,走向最终保守差分格式。戈杜诺夫方法的二阶续集。J.计算。物理。32 (1979) 101-136. ·Zbl 1364.65223号
[53] W.R.Young,亚惯性混合层近似。《物理学杂志》。Oceanogr公司。24 (1994) 1812-1826.
[54] V.Zeitlin,《地球物理流体动力学:用旋转浅水模型理解(几乎)一切》。牛津大学出版社,牛津(2018)·Zbl 1382.86001号
[55] Y.Zheng,守恒定律系统:二维黎曼问题。非线性微分方程及其应用进展第38卷。Birkhäuser Boston,Inc.,马萨诸塞州波士顿(2001)·Zbl 0971.35002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。