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一类用于边值问题的重整化无网格拉普拉斯算子。 (英语) Zbl 1380.65348号

摘要:本文提出了一种无网格方法来近似离散点排列上的空间导数。使用泰勒级数展开和一阶空间导数的重正化最小二乘校正,生成了近似离散拉普拉斯算子公式的三种不同推导。对引入的拉普拉斯公式进行了数值分析,并检验了它们的收敛速度和计算效率。测试是在规则和高度不规则的分散点布置上进行的。将计算结果与光滑粒子流体力学方法和规则网格上的有限差分法进行了比较,利用引入的算子,在二维和三维中求解了各种具有Dirichlet或Robin边界条件的Poisson和扩散方程的强形式,以检验它们在边值问题中的稳定性和准确性。引入的拉普拉斯算子对高度不规则的点分布表现良好,并为需要频繁移动网格或点云的网格和无网格数值方法提供了足够的精度。

MSC公司:

65N22型 含偏微分方程边值问题离散方程的数值解
35J05型 拉普拉斯算子、亥姆霍兹方程(约化波动方程)、泊松方程
47A58型 线性算子逼近理论
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 最小值C。;Gibou,F.,非梯度自适应笛卡尔网格上的二阶精确水平集方法,J.Compute。物理。,225, 1, 300-321 (2007) ·Zbl 1122.65077号
[2] 米尔扎德,M。;吉特·A。;Burstede,C。;Gibou,F.,自适应树型网格上的并行水平集方法,J.Compute。物理。,322, 345-364 (2016) ·Zbl 1352.65253号
[3] 德福伊,B。;Dawes,W.,《非结构化网格上有限体积流解算器的改进平滑算子设计》,国际期刊Numer。《液体方法》,36,8,903-923(2001)·Zbl 0989.76049号
[4] 陪审员,F。;Gosman,D.,有限体积法关于网格类型的误差分析,Numer。热传输。,B部分,Fundam。,57, 414-439 (2010)
[5] H·欧文。;Codina,R.,在离散水平上获得的三阶速度校正方案,Int.J.Numer。《液体方法》,69,1,57-72(2012)·Zbl 1426.76294号
[6] Gibou,F。;Fedkiw,R.P。;Cheng,L.-T。;Kang,M.,不规则区域上泊松方程的二阶精确对称离散化,J.Compute。物理。,176, 1, 205-227 (2002) ·Zbl 0996.65108号
[7] 吉布,F。;Min,C.,流体/固体相互作用的高效对称正定二阶精确单片解算器,J.Compute。物理。,231, 8, 3246-3263 (2012) ·兹比尔1400.76049
[8] Brookshaw,L.,粒子模拟中辐射热扩散的计算方法,Publ。阿童木。澳大利亚州。,6, 2, 207-210 (1985)
[9] 莫纳汉,J。;Gingold,R.,用粒子方法SPH,J.Compute进行冲击模拟。物理。,52, 2, 374-389 (1983) ·Zbl 0572.76059号
[10] Tamai,T。;Murotani,K。;Koshizuka,S.,关于拉普拉斯算子基于粒子的无网格离散格式的一致性和收敛性,计算。流体,14279-85(2017)·Zbl 1390.65161号
[11] 马奇。;周,Y。;Yan,S.,《用基于投影的无网格方法模拟强非线性水波求解泊松方程的方法综述》,《海洋工程杂志》,Mar.Energy,2,3,279-299(2016)
[12] Fatehi,R。;Manzari,M.,平滑粒子流体动力学中的误差估计和二阶导数的新方案,计算。数学。应用。,61, 2, 482-498 (2011) ·Zbl 1211.76089号
[13] Chaussonnet,G。;Braun,S。;Wieth,L。;科赫,R。;Bauer,H.-J.,《颗粒无序和平滑长度对SPH操作员准确性的影响》,(第十届国际SPHERIC研讨会,第十届意大利帕尔马国际SPHERC研讨会(2015)),8
[14] Koshizuka,S。;Nobe,A。;Oka,Y.,《使用运动粒子半隐式方法对破碎波进行数值分析》,国际期刊数值。方法流体,26,7751-769(1998)·Zbl 0928.76086号
[15] Isshiki,H.,《不规则节点上的离散微分算子(DDIN)》,国际期刊《数值》。方法工程,88,12,1323-1343(2011)·Zbl 1242.76237号
[16] 张,S。;福田,K。;森田,K。;白川方明,用MPS方法模拟不可压缩流动,(第十三届国际核工程会议,第十三届核工程国际会议,中国北京(2005)),8
[17] 张,S。;森田,K。;福田,K。;Shirakawa,N.,对流换热问题数值模拟的改进MPS方法,Int.J.Numer。《液体方法》,51,1,31-47(2006)·邮编1146.80008
[18] Ng,K。;黄,Y。;Sheu,T.,关于MPS中拉普拉斯模型的精度评估,计算。物理学。社区。,185, 10, 2412-2426 (2014) ·Zbl 1360.35049号
[19] Ikari,H。;Khayyer,A。;Gotoh,H.,《修正高阶拉普拉斯算子以提高基于投影的粒子方法的压力计算及其在海洋工程中的应用》,J.ocean Eng.Mar.Energy,1,4,361-376(2015)
[20] 黄,C。;Lei,J.M。;刘,M.B。;Peng,X.Y.,《粘性不可压缩流体流动的改进KGF-SPH和新型拉普拉斯算子离散格式》,国际J·数值。《液体方法》,81、6、377-396(2016)
[21] Lei,J.-M。;彭晓云,改进的核梯度自由光滑粒子流体力学及其在传热问题中的应用,中国。物理学。B、 第25、2条,第020202页(2016年)
[22] 库内特,J。;Tiwari,S.,解泊松方程的无网格方法(2001),技术代表,弗劳恩霍夫(ITWM)
[23] 库内特,J。;Tiwari,S.,基于投影法的有限点集方法,用于模拟不可压缩Navier-Stokes方程(2001),技术代表。
[24] 卢,Y。;胡安科。;Liu,Y.-c。;Han,C.-s.,基于移动最小二乘法的无网格自由表面流动模拟方法,浙江科技大学学报。A、 17、2、130-143(2016)
[25] Schrader,B。;Reboux,S。;Sbalzarini,I.F.,粒子方法中一般积分PSE算子的离散化校正,J.Compute。物理。,229/114159-4182(2010年)·Zbl 1334.65196号
[26] Eldredge,J.D。;伦纳德(A.Leonard)。;Colonius,T.,《粒子方法中导数的一般确定性处理》,J.Compute。物理。,180, 2, 686-709 (2002) ·Zbl 1143.76550号
[27] 巴约纳,V。;Moscoso,M。;卡雷特罗,M。;Kindelan,M.,RBF-FD公式和收敛特性,J.Compute。物理。,229, 22, 8281-8295 (2010) ·兹比尔1201.65038
[28] O.达维多夫。;Oanh,D.T.,关于泊松方程的高斯径向基函数有限差分近似的最佳形状参数,计算。数学。应用。,62, 5, 2143-2161 (2011) ·Zbl 1231.65199号
[29] Franke,R.,《一些散乱数据插值方法的关键比较》(1980),技术代表。
[30] 李,S。;Liu,W.,无网格和粒子方法及其应用,应用。机械。第55、1、1版(2002年)
[31] Gaburov,E。;Nitadori,K.,天体物理加权粒子磁流体动力学,蒙大拿州。不是。R.阿斯顿。Soc.,414,1,129-154(2011年)
[32] Hopkins,P.F.,一类新的精确无网格流体动力学模拟方法,Mon。不是。R.阿斯顿。Soc.,450,1,53-110(2015)
[33] Vila,J.P.,《关于粒子加权方法和光滑粒子流体动力学》,数学。模型方法应用。科学。,09, 02, 161-209 (1999) ·Zbl 0938.76090号
[34] A.卡茨。;Jameson,A.,《无网格体积方案》(第19届AIAA计算流体动力学、流体动力学和联合会议(2009年),美国航空航天研究所)
[35] Lanson,N。;Vila,J.P.,重整化无网格格式I:守恒定律的一致性、稳定性和混合方法,SIAM J.Numer。分析。,46, 4, 1912-1934 (2008) ·Zbl 1178.65123号
[36] Lanson,N。;Vila,J.P.,重整化无网格格式II:标量守恒律的收敛性,SIAM J.Numer。分析。,1935-1964年4月46日(2008年)·Zbl 1178.65124号
[37] 伊万诺娃,N。;Justham,S。;陈,X。;O·德马科。;傅兰雅,C.L。;Gaburov,E。;Ge,H。;格莱贝克,E。;韩,Z。;李晓东。;卢,G。;马什,T。;波德西亚德洛夫斯基,P。;波特,A。;Soker,N。;塔姆,R。;Tauris,T.M。;范登·胡维尔,E.P.J。;Webbink,R.F.,《共同信封的演变:我们的立场和我们如何向前发展》(2013年)
[38] Wendland,H.,分段多项式,正定和紧支集最小次径向函数,高级计算。数学。,4, 1, 389-396 (1995) ·Zbl 0838.41014号
[39] 帕帕克,J。;Helgadottir,A。;Ratsch,C。;Gibou,F.,四叉树/八叉树自适应笛卡尔网格上Robin边界条件下扩散和Stefan型问题的水平集方法,J.Compute。物理。,233, 1, 241-261 (2013)
[40] 巴西奇,J。;德吉利,N。;Ban,D.,进水冲击模拟的重新规范化拉格朗日方法,(第11届高速船用车辆研讨会论文集。第11届快速船用车辆会议论文集,意大利那不勒斯(2017)),8
[41] 吉特·A。;Lepilliez,M。;Tanguy,S。;Gibou,F.,解决不规则区域上具有不连续性的椭圆问题-Voronoi接口方法,J.Compute。物理。,298, 747-765 (2015) ·Zbl 1349.65579号
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