瓦伦·尚卡尔;Aaron L.Fogelson。 对流扩散方程径向基函数有限差分(RBF-FD)离散的基于超粘性的稳定性。 (英语) Zbl 1415.65199号 J.计算。物理学。 372, 616-639 (2018). 摘要:我们提出了一种新的高粘度公式,用于稳定对流扩散方程的RBF-FD离散。通过使用简单的1D半离散Von Neumann分析,对常用的显式、隐式和隐式显式(IMEX)时间积分器准解析地确定高粘性的量。该分析应用于RBF-FD解中伪增长的分析模型,该模型使用辅助微分算子模拟RBF-FD-微分矩阵的不良特性。由此得到的高粘度公式是文献中现有公式的推广,但不含任何调谐参数,可以有效计算。为了进一步提高鲁棒性,我们为多项式增强的RBF-FD引入了一个简单的新比例律,该比例律将多谐样条(PHS)RBF的阶数与附加多项式的阶数联系起来。当用于新的鬼节点公式和最近开发的重叠RBF-FD方法时,所得到的方法是鲁棒的,并且没有停滞误差。我们在大量Peclet数(1–1000)上验证了我们的方法在2D和3D测试用例上的高阶收敛速度。然后,我们使用我们的方法解决了由血小板聚集和凝血模型驱动的三维耦合问题,再次证明了高阶收敛速度。 引用于26文件 理学硕士: 6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法 65M70型 偏微分方程初值和初边值问题的谱、配置及相关方法 关键词:径向基函数;高阶方法;高粘度;无网格;对流扩散方程 软件:Matlab公司;径向基函数qr PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{V.Shankar}和\textit{A.L.Fogelson},J.Compute。物理学。372616-639(2018年;Zbl 1415.65199) 全文: 内政部 arXiv公司 参考文献: [1] 巴约纳,V。;Moscoso,M。;Carretero,M。;Kindelan,M.,RBF-FD公式和收敛特性,J.Compute。物理。,229, 22, 8281-8295 (2010) ·Zbl 1201.65038号 [2] O.达维多夫。;Oanh,D.T.,泊松方程的自适应无网格中心和RBF模板,J.Compute。物理。,230, 2, 287-304 (2011) ·Zbl 1207.65136号 [3] Wright,G.B。;Fornberg,B.,由径向基函数生成的分散节点紧致有限差分型公式,J.Comput。物理。,212, 1, 99-123 (2006) ·Zbl 1089.65020号 [5] 传单,N。;福恩伯格,B。;巴约纳,V。;Barnett,G.A.,《关于多项式在RBF-FD近似中的作用:I.插值和精度》,J.Compute。物理。,321, 21-38 (2016) ·Zbl 1349.65642号 [6] Barnett,G.A.,《基于多谐样条和多项式的稳健RBF-FD公式》(2015),科罗拉多大学博尔德分校博士论文 [7] 传单,N。;Wright,G.B.,使用径向基函数的球面上的传输方案,J.Comput。物理。,226, 1059-1084 (2007) ·Zbl 1124.65097号 [8] 传单,N。;Wright,G.B.,球面上浅水方程的径向基函数法,Proc。R.Soc.A,4651949-1976(2009)·Zbl 1186.76664号 [9] 福恩伯格,B。;Lehto,E.,对流偏微分方程的RBF生成有限差分方法的稳定性,J.计算。物理。,230, 2270-2285 (2011) ·Zbl 1210.65154号 [10] 传单,N。;Lehto,E。;布莱斯,S。;Wright,G.B。;St-Cyr,A.,《RBF生成的非线性传输有限差分指南:球体上的浅水模拟》,J.Compute。物理。,231, 4078-4095 (2012) ·Zbl 1394.76078号 [11] Piret,C.,《正交梯度法:求解任意曲面上偏微分方程的径向基函数法》,J.Compute。物理。,231, 20, 4662-4675 (2012) ·Zbl 1248.35009号 [12] Piret,C。;Dunn,J.,用于求解任意曲面上PDE的快速RBF OGr,AIP Conf.Proc。,1776,第070005条pp.(2016) [13] Fuselier,E.J。;Wright,G.B.,《表面扩散和反应扩散方程的高阶核方法》,《科学杂志》。计算。,56, 3, 535-565 (2013) ·Zbl 1275.65056号 [14] Shankar,V。;Wright,G.B。;柯比,R.M。;Fogelson,A.L.,表面扩散和反应扩散方程的径向基函数(RBF)-有限差分(FD)方法,科学杂志。计算。,63, 3, 745-768 (2014) ·Zbl 1319.65079号 [15] Lehto,E。;Shankar,V。;Wright,G.B.,表面反应扩散方程的径向基函数(RBF)紧致有限差分(FD)格式,SIAM J.Sci。计算。,39,A2129-A2151(2017)·Zbl 1371.41018号 [16] Fassauer,G.E.,《MATLAB的无网格近似方法》,Interdiscip。数学。科学。,第6卷(2007年),《世界科学出版社:新加坡世界科学出版社》·Zbl 1123.65001号 [17] 福恩伯格,B。;Wright,G.,形状参数所有值的多元二次插值的稳定计算,Comput。数学。申请。,48, 853-867 (2004) ·Zbl 1072.41001号 [18] 福恩伯格,B。;Piret,C.,球面上平面径向基函数的稳定算法,SIAM J.Sci。计算。,30, 60-80 (2007) ·Zbl 1159.65307号 [19] 法绍尔,G.E。;McCourt,M.J.,高斯径向基函数插值的稳定评估,SIAM J.Sci。计算。,34,A737-A762(2012)·Zbl 1252.65028号 [20] 福恩伯格,B。;Larsson,E。;Flyer,N.,高斯径向基函数的稳定计算,SIAM J.Sci。计算。,33, 2, 869-892 (2011) ·Zbl 1227.65018号 [21] 福恩伯格,B。;Lehto,E。;Powell,C.,基于高斯的RBF-FD模具的稳定计算,计算。数学。申请。,65, 627-637 (2013) ·Zbl 1319.65011号 [22] Wright,G.B。;Fornberg,B.,使用向量值有理逼近的平面径向基函数的稳定计算,J.Compute。物理。,331, 137-156 (2017) ·Zbl 1378.65045号 [23] 巴约纳,V。;传单,N。;福恩伯格,B。;Barnett,G.A.,关于多项式在RBF-FD近似中的作用:II。椭圆偏微分方程的数值解,J.Compute。物理。,332, 257-273 (2017) ·Zbl 1380.65144号 [24] Shankar,V.,重叠径向基函数有限差分(RBF-FD)方法:RBF-FD的推广,J.Comput。物理。,342, 211-228 (2017) ·Zbl 1380.65180号 [25] Ma,H.,Chebyshev-Legendre非线性守恒律超谱粘度法,SIAM J.Numer。分析。,35, 3, 893-908 (1998) ·Zbl 0912.35105号 [26] Tadmor,E.,非线性守恒律谱方法的收敛性,SIAM J.Numer。分析。,26, 1, 30-44 (1989) ·Zbl 0667.65079号 [27] Ma,H.,Chebyshev-Legendre非线性守恒定律的谱粘度法,SIAM J.Numer。分析。,第35,3869-892页(1998年)·Zbl 0912.35104号 [28] Wendland,H.,《分散数据近似》,剑桥大学学报。申请。计算。数学。,第17卷(2004),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社 [29] O.Davydov,R.Schaback,最小数值微分公式,2017年,提交出版。;O.Davydov,R.Schaback,《最小数值微分公式》,2017年,提交出版。 [30] 贝伦斯,J。;Iske,A.,使用径向基函数的无网格自适应半拉格朗日平流,计算。数学。申请。,43, 3, 319-327 (2002) ·Zbl 0999.65104号 [31] Shankar,V。;Wright,G.B.,使用径向基函数在球体上传输的无网格半拉格朗日方法,J.Compute。物理。,366, 170-190 (2018) ·Zbl 1406.65099号 [32] V.Shankar,A.Narayan,R.M.Kirby,RBF-LOI:用最小正交插值(LOI)增强径向基函数(RBF)以求解曲面上的偏微分方程,2017年,提交出版。;V.Shankar,A.Narayan,R.M.Kirby,RBF-LOI:用最小正交插值(LOI)增强径向基函数(RBF)以求解曲面上的偏微分方程,2017年,提交出版。 [33] Shankar,V。;Kirby,R.M。;Fogelson,A.L.,不规则区域和曲面上无网格离散化的稳健节点生成,SIAM J.Sci。计算。(2018),接受·Zbl 1393.68177号 [34] 普拉特,R.B。;Driscoll,T.A.,时间相关问题径向基函数离散化的特征值稳定性,计算。数学。申请。,51, 8, 1251-1268 (2006) ·Zbl 1152.41311号 [35] 阿舍尔,U.M。;Ruuth,S.J。;Wetton,B.T.R.,时间相关PDE的隐式显式方法,SIAM J.Numer。分析。,32, 797-823 (1997) ·Zbl 0841.65081号 [36] 福恩伯格,B。;Flyer,N.,无网格PDE离散化二维节点分布的快速生成,计算。数学。申请。,69, 7, 531-544 (2015) ·Zbl 1443.65413号 [37] 莱德曼,K.M。;Fogelson,A.L.,《随流生长:血小板沉积和血液流动下凝血的时空模型》,数学。医学生物学。,28, 47-84 (2011) ·Zbl 1211.92030号 [38] 雷德曼,K。;Fogelson,A.L.,流动下血栓形成的数学模型概述,血栓。第133号决议,补充,S12-S14(2014) [39] Strang,G.,《关于差分格式的构造和比较》,SIAM J.Numer。分析。,5, 3, 506-517 (1968) ·Zbl 0184.38503号 [40] Marchuk,G.I.,分裂方法在数学物理问题解决中的一些应用,Apl。材料,13,2,103-132(1968)·兹比尔0159.44702 [41] 萨阿德,Y。;Schultz,M.H.,GMRES:求解非对称线性系统的广义最小残差算法,SIAM J.Sci。统计计算。,856-869年7月3日(1986年)·Zbl 0599.65018号 [42] Saad,Y.,《稀疏线性系统的迭代方法》(2003),SIAM:SIAM Philadelphia·Zbl 1002.65042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。