Godunov型顯式大時(shí)間步長(zhǎng)格式研究進(jìn)展
發(fā)布時(shí)間:2021-02-16 23:38
綜述了Godunov型顯式大時(shí)間步長(zhǎng)格式的研究進(jìn)展。首先介紹了顯式大時(shí)間步長(zhǎng)格式的概念、分類和優(yōu)勢(shì)。然后重點(diǎn)闡述了Godunov型顯式大時(shí)間步長(zhǎng)格式的構(gòu)造方法、高階精度推廣方法、多維問(wèn)題推廣方法和收斂特性、分辨率及計(jì)算效率等性能,展示了其在典型問(wèn)題中的應(yīng)用和驗(yàn)證。最后給出了Godunov型顯式大時(shí)間步長(zhǎng)格式研究進(jìn)一步可能的發(fā)展方向。
【文章來(lái)源】:航空學(xué)報(bào). 2020,41(07)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:29 頁(yè)
【部分圖文】:
局部Godunov平均示意圖
首先考慮單束波的簡(jiǎn)單問(wèn)題,即由標(biāo)量雙曲型守恒律主控的問(wèn)題,如圖2所示[84]。設(shè)在點(diǎn)(xj+1/2,tn)處有Δu=uj-uj+1的間斷,sa為該間斷的傳播速度。當(dāng)sa>0時(shí),對(duì)于x∈[xj+1/2,xj+1/2+saΔt],un(x,tn+1)的值相對(duì)于un(x,tn)存在Δu的變化,即un+1(x,tn+1)=un(x,tn)+Δu。若該束波的傳播已越過(guò)[xj+1/2,xj+3/2]的整個(gè)區(qū)間,則對(duì)區(qū)間[xj+1/2,xj+3/2]內(nèi)的每一點(diǎn)x,un(x,tn+1)在時(shí)間段[tn,tn+1]均增加了Δu,于是整個(gè)區(qū)間的平均值也增加了Δu。若在時(shí)間段[tn,tn+1]內(nèi)波束未穿過(guò)整個(gè)區(qū)間,僅到達(dá)區(qū)間[xj+1/2,xj+3/2]內(nèi)某一點(diǎn)ε(xj+1/2<ε<xj+3/2),則u(x,tn+1)在區(qū)間[xj+1/2,xj+3/2]上的平均值便只增加了:同樣,對(duì)于sa<0的情況也可作類似的處理。
式中:稱為波貢獻(xiàn)量,它表示由間斷位置分解出的波在計(jì)算單元xj上引起的增量。以為例,具體數(shù)值表達(dá)式為L(zhǎng)eVeque[80,82]的數(shù)值實(shí)驗(yàn)表明,以上格式可以突破CFL≤1的限制,且在理論上CFL數(shù)可以取無(wú)限大。但實(shí)際上,由于線化假設(shè)等原因,CFL數(shù)只能取到有限值。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)的沙粒帶電機(jī)理及其影響的研究進(jìn)展[J]. 鄭曉靜,黃寧,周又和. 力學(xué)進(jìn)展. 2004(01)
[2]快速大時(shí)間步長(zhǎng)熵條件格式的分辨率研究[J]. 董海濤,李椿萱. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(11)
[3]無(wú)波動(dòng)、無(wú)自由參數(shù)、耗散的隱式差分格式[J]. 張涵信. 應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 1991(01)
[4]無(wú)波動(dòng)、無(wú)自由參數(shù)的耗散差分格式[J]. 張涵信. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 1988(02)
本文編號(hào):3037094
【文章來(lái)源】:航空學(xué)報(bào). 2020,41(07)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:29 頁(yè)
【部分圖文】:
局部Godunov平均示意圖
首先考慮單束波的簡(jiǎn)單問(wèn)題,即由標(biāo)量雙曲型守恒律主控的問(wèn)題,如圖2所示[84]。設(shè)在點(diǎn)(xj+1/2,tn)處有Δu=uj-uj+1的間斷,sa為該間斷的傳播速度。當(dāng)sa>0時(shí),對(duì)于x∈[xj+1/2,xj+1/2+saΔt],un(x,tn+1)的值相對(duì)于un(x,tn)存在Δu的變化,即un+1(x,tn+1)=un(x,tn)+Δu。若該束波的傳播已越過(guò)[xj+1/2,xj+3/2]的整個(gè)區(qū)間,則對(duì)區(qū)間[xj+1/2,xj+3/2]內(nèi)的每一點(diǎn)x,un(x,tn+1)在時(shí)間段[tn,tn+1]均增加了Δu,于是整個(gè)區(qū)間的平均值也增加了Δu。若在時(shí)間段[tn,tn+1]內(nèi)波束未穿過(guò)整個(gè)區(qū)間,僅到達(dá)區(qū)間[xj+1/2,xj+3/2]內(nèi)某一點(diǎn)ε(xj+1/2<ε<xj+3/2),則u(x,tn+1)在區(qū)間[xj+1/2,xj+3/2]上的平均值便只增加了:同樣,對(duì)于sa<0的情況也可作類似的處理。
式中:稱為波貢獻(xiàn)量,它表示由間斷位置分解出的波在計(jì)算單元xj上引起的增量。以為例,具體數(shù)值表達(dá)式為L(zhǎng)eVeque[80,82]的數(shù)值實(shí)驗(yàn)表明,以上格式可以突破CFL≤1的限制,且在理論上CFL數(shù)可以取無(wú)限大。但實(shí)際上,由于線化假設(shè)等原因,CFL數(shù)只能取到有限值。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)的沙粒帶電機(jī)理及其影響的研究進(jìn)展[J]. 鄭曉靜,黃寧,周又和. 力學(xué)進(jìn)展. 2004(01)
[2]快速大時(shí)間步長(zhǎng)熵條件格式的分辨率研究[J]. 董海濤,李椿萱. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(11)
[3]無(wú)波動(dòng)、無(wú)自由參數(shù)、耗散的隱式差分格式[J]. 張涵信. 應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 1991(01)
[4]無(wú)波動(dòng)、無(wú)自由參數(shù)的耗散差分格式[J]. 張涵信. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 1988(02)
本文編號(hào):3037094
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