欧拉方程组在三种限制器下的间断有限元解法

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间断有限元是为计算流体力学的的一种方法,第一次被应用是在解决定常中子运输问题中,之后该方法得到了很快的发展,解决了大量的线性问题.随着理论分析的深入研究,大家发现:间断有限元方法在求解具有间断解问题时具有高效、精确的特点,并且具有很高的分辨率,大大降低了间断解处的数值震荡,因此它被广泛用于解决非线性问题——对流扩散方程、麦克斯韦方程、浅水波方程等.本文针对气体动力学方程组——欧拉方程组,利用间断有限元进行剖分、离散,首先运用R.J.LeVeque、J.W.Thomas的限制器(记为Π1)进行数值实验得到欧拉方程组的数值解;接着运用B.Cockburn的限制器(记为Π2)进行数值实验同样得到欧拉方程组的数值解;然后通过分析构造出一种新的限制器(记为Π3),并在Π3限制器下进行数值实验也得到欧拉方程组的数值解;最后把这三种方法所得的结果进行比较,结合欧拉方程组的精确解得到:利用新的限制器(Π3)所得的结果综合了前面两种限制器(Π1和Π2)的优点,使得数值结果在光滑解处更加精确;在间断解处收敛速度更快.
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