×

使用逐部分求和算子的通量重建方案的人工耗散和模态滤波的稳定性。 (英语) Zbl 1404.65201号

摘要:通量重建是用于双曲守恒律数值解的高阶半离散化框架。通过对这些方案的重新推导,利用逐部分求和(SBP)算子和同时逼近项,研究了人工耗散/谱粘度算子以及与模态滤波的关系。首先,研究了一般SBP基的离散粘性算子,强调了正确实现的重要性,以获得保守和稳定的近似。从标量守恒律的L_2稳定性出发,将结果推广到双曲系统的熵稳定性,并得到了数值实验的支持。此外,回顾了与模态滤波的关系,并从分析和数值两方面研究了应用滤波器的几种可能性。该分析旨在找出在数值方法中应用模态滤波器的独特方法。

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
35升65 双曲守恒律
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
65天32分 数值求积和体积公式
65M99型 偏微分方程、初值和含时初边值问题的数值方法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 阿布拉莫维茨,M。;Stegun,I.A.,《数学函数手册》(1972),国家标准局·Zbl 0515.33001号
[2] 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,200,3628-3636(2011)·Zbl 1239.65061号
[3] 费尔南德斯,D.C.D.R。;吊杆,P.D。;Zingg,D.W.,节点一阶导数逐部分求和算子的广义框架,J.Compute。物理。,266214-239(2014年)·兹比尔1311.65002
[4] 费尔南德斯,D.C.D.R。;希肯,J.E。;Zingg,D.W.,《偏微分方程数值解的同时逼近项的逐部分求和算子综述》,计算。流体,95,171-196(2014)·Zbl 1390.65064号
[5] Gassner,G.J.,《偏对称非连续Galerkin谱元离散及其与SBP-SAT有限差分方法的关系》,SIAM J.Sci。计算。,35,A1233-A1253(2013)·Zbl 1275.65065号
[6] 加斯纳,G.J。;温特斯,A.R。;Kopriva,D.A.,浅水方程的一种平衡且熵守恒的间断Galerkin谱元方法,应用。数学。计算。,272, 291-308 (2016) ·Zbl 1410.65393号
[7] Gelb,A。;Tadmor,E.,光谱数据中边缘的检测II。非线性增强,SIAM J.Numer。分析。,38, 1389-1408 (2000) ·Zbl 0990.42025号
[8] Glaubitz,J。;奥夫纳,P。;声纳,T.,模态滤波在谱差法中的应用,数学。计算。,87, 175-207 (2018) ·Zbl 1376.65133号
[9] Gottlieb,S。;Shu,C.-W.,总变差递减Runge-Kutta格式,数学。计算。,67, 73-85 (1998) ·Zbl 0897.65058号
[10] 赫塞文,J。;Kirby,R.,《勒让德谱方法中的滤波》,数学。计算。,77, 1425-1452 (2008) ·Zbl 1195.65138号
[11] 希肯,J.E。;费尔南德斯,D.C.D.R。;Zingg,D.W.,多维逐部分求和算子:单纯形元的一般理论和应用,SIAM J.Sci。计算。,1938年5月38日-1958年(2016年)·Zbl 1382.65355号
[12] Huynh,H.T.,高阶格式的通量重建方法,包括间断Galerkin方法(第18届AIAA计算流体动力学会议(2007年),美国航空航天研究所)
[13] Huynh,H.T。;Wang,Z.J。;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。流体,98,209-220(2014)·Zbl 1390.65123号
[14] Jameson,A.,光谱差分法在所有精度等级下稳定性的证明,J.Sci。计算。,45, 348-358 (2010) ·Zbl 1203.65198号
[15] A.詹姆逊。;文森特,体育。;Castonguay,P.,《关于通量重建方案的非线性稳定性》,J.Sci。计算。,50, 434-445 (2012) ·Zbl 1457.65116号
[16] Ketcheson,D.I.,低存储实现的高效强稳定性保持Runge-Kutta方法,SIAM J.Sci。计算。,30, 2113-2136 (2008) ·Zbl 1168.65382号
[17] 柯比,R.M。;Karniadakis,G.E.,《非均匀网格上的去混叠:算法和应用》,J.Compute。物理。,191, 249-264 (2003) ·兹比尔1161.76534
[18] 科克纳,A。;沃伯顿,T。;Hesthaven,J.S.,用时间显式间断Galerkin方法捕捉粘性激波,数学。模型。自然现象。,6, 57-83 (2011) ·Zbl 1220.65165号
[19] Kopriva,D.A.,《实施偏微分方程的谱方法:科学家和工程师的算法》(2009),Springer科学与商业媒体:Springer Science&Business Media New York·Zbl 1172.65001号
[20] Ma,H.,Chebyshev-Legendre非线性守恒定律的谱粘度法,SIAM J.Numer。分析。,35, 869-892 (1998) ·Zbl 0912.35104号
[21] Ma,H.,Chebyshev-Legendre非线性守恒律超谱粘度法,SIAM J.Numer。分析。,35, 893-908 (1998) ·Zbl 0912.35105号
[22] Manzanero,J。;鲁比奥,G。;费雷尔,E。;瓦莱罗,E。;Kopriva,D.A.,《对流方程的混叠驱动不稳定性及其在Gauss-Lobatto间断Galerkin方法中的应用》,科学杂志。计算。(2017)
[23] 马特森,K。;斯瓦德,M。;Nordström,J.,《稳定准确的人工耗散》,J.Sci。计算。,21, 57-79 (2004) ·Zbl 1085.76050号
[24] 梅斯特,A。;Ortleb,S。;Sonar,T.,光谱滤波在三角形不连续伽辽金方法中的应用,数字。方法部分差异。Equ.、。,28, 1840-1868 (2012) ·兹比尔1251.65141
[25] 梅斯特,A。;Ortleb,S。;声纳,T。;Wirz,M.,带模态滤波的扩展间断Galerkin和谱差分方法,J.Appl。数学。机械。,93, 459-464 (2013) ·Zbl 1275.65062号
[26] Mengaldo,G。;De Grazia,D。;莫西·D·。;文森特,体育。;Sherwin,S.,规则和不规则网格上高阶谱元方法的Deliasing技术,J.Compute。物理。,299, 56-81 (2015) ·Zbl 1352.65396号
[27] Nordström,J.,《保守有限差分公式,可变系数,能量估计和人工耗散》,《科学杂志》。计算。,29, 375-404 (2006) ·Zbl 1109.65076号
[28] Nordström,J。;Eliasson,P.,《提高SBP-SAT有限差分技术性能的新发展》,(Kroll,N.;Hirsch,C.;Bassi,F.;Johnston,C.;Hillewaert,K.,IDIHOM:高阶方法的工业化——自上而下的方法(2015),Springer:Springer-Cham),467-488
[29] 奥夫纳,P。;声纳,T。;Wirz,M.,数值数据中跳跃不连续性的强度和位置检测,应用。数学。,4, 1 (2013)
[30] 奥夫纳,P。;Glaubitz,J。;Ranocha,H.,使用多项式混沌方法,通过使用逐部分求和算子重建Burgers方程的校正过程的稳定性(2017年),提交出版
[31] 佩尔松,P.-O。;Peraire,J.,不连续Galerkin方法的亚细胞激波捕获,AIAA Pap。,112, 2006 (2006)
[32] Pettersson,P。;艾卡里诺,G。;Nordström,J.,存在不确定性时Burgers方程的数值分析,J.Compute。物理。,228, 8394-8412 (2009) ·兹比尔1177.65017
[33] Pettersson,M.P。;艾卡里诺,G。;Nordström,J.,《双曲型偏微分方程的多项式混沌方法:存在不确定性时流体动力学问题的数值技术》(2015),Springer:Springer-Cham·Zbl 1325.76004号
[34] Ranocha,H.,《浅水方程:分裂形式、熵稳定、平衡和保正数值方法》,GEM Int.J.Geomath。,8, 85-133 (2017) ·Zbl 1432.65156号
[35] Ranocha,H。;奥夫纳,P。;Sonar,T.,通过重建校正程序的逐部分求和运算符,J.Compute。物理。,311, 299-328 (2016) ·Zbl 1349.65524号
[36] Ranocha,H。;奥夫纳,P。;Sonar,T.,《按部分求和算子和变Jacobians的扩展斜对称形式》,J.Compute。物理。,342,13-28(2017)·Zbl 1380.65318号
[37] Svärd先生。;Nordström,J.,初边值问题的逐部分求和方案综述,J.Compute。物理。,268, 17-38 (2014) ·Zbl 1349.65336号
[38] Tadmor,E.,非线性守恒律谱方法的收敛性,SIAM J.Numer。分析。,26, 30-44 (1989) ·Zbl 0667.65079号
[39] Tadmor,E.,非线性守恒定律差分近似的熵稳定性理论和相关的含时问题,Acta Numer。,12, 451-512 (2003) ·Zbl 1046.65078号
[40] Vandeven,H.,《不连续问题的谱滤波器系列》,科学杂志。计算。,6, 159-192 (1991) ·Zbl 0752.35003号
[41] 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, 50-72 (2011) ·Zbl 1433.76094号
[42] 文森特,体育。;Farrington,A.M。;F.D.威瑟顿。;Jameson,A.,稳定对称保守通量重建校正函数的扩展范围,计算。方法应用。机械。工程师,296248-272(2015)·Zbl 1423.76282号
[43] 冯·诺依曼,J。;Richtmyer,R.D.,《流体动力激波数值计算方法》,J.Appl。物理。,21, 232-237 (1950) ·Zbl 0037.12002号
[44] F.D.威瑟顿。;Vincent,P.E.,《三角形元件通量重建方案的解点坐标分析》,J.Sci。计算。,61, 398-423 (2014) ·Zbl 1299.76153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。