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隐-显Runge-Kutta格式及其在松弛双曲方程组中的应用。 (英语) Zbl 1203.65111号

摘要:我们考虑了具有刚性松弛项的双曲守恒律方程组的新隐式显式(IMEX)Runge-Kutta方法。显式部分用强稳定性保持(SSP)格式处理,隐式部分用L稳定的对角隐式Runge-Kutta方法(DIRK)处理。所提出的方案在零松弛极限下是渐近保持的。通过加权基本无振荡(WENO)重建获得了较高的空间精度。在描述了方案的数学特性之后,将介绍几个应用程序。

MSC公司:

65升06 常微分方程的多步、Runge-Kutta和外推方法
65C20个 概率模型,概率统计中的通用数值方法
82D25个 晶体的统计力学
35升65 双曲守恒律
6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法

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罗德斯
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参考文献:

[1] 阿罗拉,M。;Roe,P.L.,具有刚性源项的双曲问题的问题和策略,139-154(1998),多德雷赫特:Kluwer学术出版物,多德雷赫特·Zbl 0958.76076号
[2] 阿舍尔,美国。;Petzold,L.,《常微分方程和微分代数方程的计算机方法》(1998),费城:SIAM,费城·Zbl 0908.65055号
[3] 阿舍尔,美国。;Ruuth,S。;Spiteri,R.J.,含时偏微分方程的隐式显式Runge-Kutta方法,应用。数字。数学。,25, 151-167 (1997) ·Zbl 0896.65061号 ·doi:10.1016/S0168-9274(97)00056-1
[4] 阿舍尔,美国。;Ruuth,S。;Wetton,B.,时间相关PDE的隐式显式方法,SIAM J.Numer。分析。,32, 797-823 (1995) ·Zbl 0841.65081号 ·doi:10.1137/0732037
[5] 啊,A。;Rascle,M.,交通流二阶模型的恢复?,暹罗。J.应用。数学。,60, 916-938 (2000) ·Zbl 0957.35086号 ·doi:10.1137/S0036139997332099
[6] 啊,A。;Klar,A。;Materne,T。;Rascle,M.,《从微观跟随领先模型推导连续交通流模型》,SIAM J.Appl。数学。,63, 259-278 (2002) ·Zbl 1023.35063号 ·doi:10.1137/S0036139900380955
[7] Caflisch,R.E。;Jin,S。;Russo,G.,《松弛双曲方程组的一致精确格式》,SIAM J.Numer。分析。,34, 246-281 (1997) ·Zbl 0868.35070号 ·doi:10.1137/S0036142994268090
[8] 陈国强。;Levermore,D。;Liu,T.P.,具有刚性松弛项和熵的双曲守恒定律,Comm.Pure Appl。数学。,47, 787-830 (1994) ·Zbl 0806.35112号 ·doi:10.1002/cpa.3160470602
[9] 直径,外径。;Schatzman,M.,半群全形交换及其应用,辅助方向变换,数学。建模数量分析。,30, 343-383 (1996) ·Zbl 0853.47024号
[10] 哥特利布,S。;Shu,C.-W.,总变差递减Runge-Kutta格式,数学。公司。,67, 73-85 (1998) ·兹伯利0897.65058 ·doi:10.1090/S0025-5718-98-00913-2
[11] 哥特利布,S。;舒,C.-W。;Tadmor,E.,保持强稳定性的高阶时间离散化方法,SIAM Review,43,89-112(2001)·Zbl 0967.65098号 ·doi:10.137/S003614450036757X
[12] Hairer,E.,分区常微分方程数值方法的阶条件,数值数学,36,431-445(1981)·Zbl 0462.65049号 ·doi:10.1007/BF01395956
[13] 海尔,E。;诺塞特,S.P。;Wanner,G.,《求解常微分方程》,第1卷,非刚性问题(1987),波士顿:美国施普林格出版社,波士顿·Zbl 0638.65058号
[14] 海尔,E。;Wanner,G.,《求解常微分方程》,第2卷,刚性和微分代数问题(1987),波士顿:美国施普林格出版社,波士顿
[15] Jahnke,T.和Lubich,C.(2000年)。指数运算符拆分的误差界,BIT.735-744·Zbl 0972.65061号
[16] 詹金斯,J。;Richman,M.,非弹性球体稠密气体的Grad 13力矩系统,Arch。老鼠。机械。分析。,87, 355-377 (1985) ·Zbl 0617.76085号 ·doi:10.1007/BF00250919
[17] Jin,S.,带刚性松弛项双曲方程组的Runge-Kutta方法,J.Compute。物理。,122, 51-67 (1995) ·Zbl 0840.65098号 ·doi:10.1006/jcph.1995.1196
[18] Jin,S。;Xin,Z.P.,任意空间维守恒律系统的松弛格式,Comm.Pure Appl。数学。,48, 3, 235-276 (1995) ·Zbl 0826.65078号 ·doi:10.1002/cpa.3160480303
[19] 肯尼迪,C.A。;Carpenter,M.H.,波纹-扩散-反应方程的加法龙格-库塔格式,应用。数字。数学。,44139-181(2003年)·Zbl 1013.65103号 ·doi:10.1016/S0168-9274(02)00138-1
[20] LeVeque,R.J.,《保护法的数值方法》(1992),巴塞尔:Birkhauser Verlag,巴塞尔·兹伯利0847.65053
[21] Liotta,S.F。;罗曼诺,V。;Russo,G.,松弛型平衡定律的中心方案,SIAM J.Numer。分析。,38, 1337-1356 (2000) ·Zbl 0982.65093号 ·doi:10.1137/S0036142999363061
[22] Liu,T.P.,带松弛的双曲守恒律,公共数学。物理。,108, 153-175 (1987) ·Zbl 0633.35049号 ·doi:10.1007/BF01210707
[23] Marquina,A.和Serna,S.(2004年)。捕获非弹性颗粒气体中的冲击波,UCLA-CAM报告,04-04·兹比尔1138.76378
[24] Pareschi,L.,带刚性松弛项双曲守恒律的基于中心差分的数值格式,SIAM J.Num.Ana。,39, 1395-1417 (2001) ·Zbl 1020.65048号 ·doi:10.1137/S0036142900375906
[25] Pareschi,L。;Russo,G.,刚性微分方程组的隐式显式Runge-Kutta格式,高级理论计算数学。,3, 269-289 (2001) ·Zbl 1018.65093号
[26] Pareschi,L。;Russo,G.,刚性松弛双曲型方程组的高阶渐近强稳定保持方法,Proceedings HYP2002,Pasadena USA,241-255(2003),柏林:Springer,柏林·Zbl 1064.65105号
[27] Pareschi,L.和Russo,G.(2004年)。隐式显式Runge-Kutta格式的稳定性分析。预打印。
[28] 邱,J。;Shu,C.-W.,关于高阶中心WENO格式的构造、比较和局部特征分解,J.Comput。物理。,183, 1, 187-209 (2002) ·Zbl 1018.65106号 ·doi:10.1006/jcph.2002.7191
[29] Shu,C.-W.,总变差递减时间离散化,SIAM J.Sci。统计计算。,9, 1073-1084 (1988) ·Zbl 0662.65081号 ·doi:10.1137/0909073
[30] Shu,C.-W.,双曲守恒律的本质非振荡和加权本质非振荡格式,非线性双曲方程的高级数值逼近,1697325-432(2000)·Zbl 0927.65111号 ·doi:10.1007/BFb0096355
[31] 舒,C.-W。;Osher,S.,《本质上非振荡冲击捕获方案的有效实现》,J.Compute。物理。,77, 2, 439-471 (1988) ·Zbl 0653.65072号 ·doi:10.1016/0021-9991(88)90177-5
[32] 斯皮特里,R.J。;Ruuth,S.J.,一类新的最优保强稳定性时间离散化方法,SIAM。J.编号分析。,40, 2, 469-491 (2002) ·兹比尔1020.65064 ·doi:10.1137/S0036142901389025
[33] Strang,G.,《关于差分格式的构造和比较》,SIAM J.Numer。分析。,5, 505-517 (1968) ·Zbl 0184.38503号 ·doi:10.1137/0705041
[34] Toscani,G.,《近弹性颗粒流的动力学和流体动力学模型》。莫纳奇。数学142(1-2),179-192·Zbl 1136.82366号
[35] Whitham,G.B.,线性和非线性波(1974),波士顿:威利,波士顿·Zbl 0373.76001号
[36] Zhong,X.,计算高速非平衡反应流的加性半隐式Runge-Kutta方法,J.Comp。物理。,128, 19-31 (1996) ·Zbl 0861.76057号 ·doi:10.1006/jcph.1996.0193
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