浅水方程高分辨率有限差分方法研究

来源 :西北工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pplhome
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
公路交通污染主要是汽车尾气对大气污染和个别交通事故对江河等水环境污染。将浅水方程和污染物迁移方程耦合,可以模拟由交通污染事故所导致的有毒有害物质在重要水域的迁移过程,对下游水质进行预测,为交通污染事故应急处置提供指导。浅水方程在水利、海岸、海洋和环境工程等领域都具有重要的应用。处理间断是数值求解浅水方程的关键之一,也是困难所在。高分辨率方法就是为更好地处理间断问题而设计的。本文重点研究浅水方程的高分辨率有限差分方法,并在交通污染事故应急处置中进行了分析应用。论文的主要工作包括以下几个方面: 1.提出了一种具有四阶精度的松弛格式。对一维问题,该格式以四阶中心WENO重构为基础;对二维问题,用逐维计算的方法将四阶中心WENO重构进行了推广。时间的离散采用具有较大稳定区域的Runge-Kutta类解算器Rock4。该格式保持了松弛格式简单的优点,即不用求解Riemann问题和计算通量函数的雅可比矩阵。运用本文格式对一维、二维浅水方程,以及一维气动力学Euler方程组和二维Burgers方程进行了大量的数值试验,并与三阶松弛格式的计算结果进行了比较,结果表明本文所提出的格式具有更低的数值耗散和更高的分辨率。 2.以三阶WENO重构和三阶显隐式Runge-Kutta方法为基础,提出了一种新的三阶松弛格式,其形式更简单、计算量更小。通过数值算例对新的三阶松弛格式和原三阶格式进行了比较研究。 3.将二维全离散中心格式推广于浅水方程,给出了一种计算二维浅水方程的高分辨率数值方法。应用该方法对圆柱溃坝等问题进行了数值模拟,计算结果与用其它方法所得结果吻合,表明了方法的有效性和稳定性。通过数值试验对不同限制器在数值性能上的差异进行了比较,据此确定了较优的限制器,为二维浅水方程的计算提供了良好的数值手段。 4.将三阶和五阶WENO重构方法和半离散中心迎风通量相结合,给出了计算一维浅水方程的两种高分辨率、高精度数值方法。对底坡项的离散保证了计算格式的和谐性,离散摩阻项的方法简单有效。用一维浅水方程的典型算例验证了方法的有效性和和谐性。 5.以三阶紧凑中心WENO重构方法为基础,提出了一种求解双曲型守恒律组的三阶半离散中心迎风格式,并将该格式推广于浅水方程,建立了计算二维浅水方程的和谐方法。数值算例的结果表明该方法健全、通用且具有很高的
其他文献
<正> 逍遥散是《和剂局方》里的一张方剂,由柴胡、当归、白芍、白术、茯苓、炙甘草,共六味药组成,合为粗末,每服二钱,用煨生姜三钱,薄荷少许一同煎服。本方加减适宜,对肝郁脾
目的:探讨硬膜外神经阻滞治疗腹部术后肠梗阻的应用效果和意义。方法:采用硬膜外神经阻滞治疗腹部术后肠梗阻28例,其中3例是在手术探查术前行硬膜外神经阻滞麻醉过程中意外获得
本文利用主成分分析法对西藏2012-2018年的经济增长质量进行测评。测评的指标包括经济增长的效率、增长的稳定性、增长的结构、增长的福利成果与变化分配和国民经济素质等六
“吨谷一号”是我国谷子科研人员精心选育而成的超高产谷子新品种。该品种于2000年在全国多点试验,并经专家、技术人员验收,测产公证,最高亩产突破1000公斤,夏播最低也在760
水科学信息分析计算长期以来都是国内外研究的热点,一直处于积极探索和不断发展之中,特别是近一二十年,随着科学技术的进步,涌现了大量既有理论深度又有应用价值的研究成果,使这个
水泥工业随着生产设备、工艺过程及控制的不断升级,智能化操作对人才规格要求越来越高。但目前我国水泥行业从业人员的综合素质与发达国家相比还有很大差距,提高生产效率还缺
教材是实现教学目标的重要工具。高质量的同传人才培养离不开高质量的同传教材。随着翻译教育事业的飞速发展,各式各样的口译教材接踵推出,让人目接不暇。本文对我国出版的35
【正】 一个大西瓜1元钱;一大兜苹果4块钱;螃蟹甲鱼价格纷纷下跌,农副产品卖难,这就要求农民必须有市场眼光,生产适销对路、物美价廉的产品,做到五看五不看:一要看大不能看小
牡丹苔韭王是山东省菏泽市农业技术专家从地方苔韭品种中选育出的以专产韭苔为主兼产青韭的高产、优质苔韭新品种。2002年,经省、市级农业专家对山东省曹县120亩牡丹苔韭王示
固体粗颗粒物料的垂直管水力提升常见于石油开采、化工反应、深海采矿、水力采煤、河湖清淤等工程场合。为保证管道输送的安全和效率,需要研究粗颗粒在垂直管提升过程中的运