间断有限元方法求解拉氏框架下的欧拉方程以及二阶守恒重映算法

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoyao984
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
拉格朗日框架下的可压缩欧拉方程有几种不同的表达方式,本文针对可压缩欧拉方程的(半)拉格朗日微分形式,推导出它的积分弱形式,并用间断有限元方法对其进行空间离散,由此得到两种新的中心型拉格朗日格式。第一种拉格朗日格式是在空间离散过程中采用Lax-Friedrichs (L-F)或Harten-Lax-van Leer contact wave (HLLC)流通量,顶点速度采用[Cheng J, Shu CW, J Comput Phys,(2007)]中Roe平均算法。时间离散采用与空间离散相同阶数的Runge-Kutta(RK)型离散方法,并使用斜率限制器抑制数值解中可能产生的虚假振荡,得到的拉格朗日格式满足质量、动量和能量守恒,并且在移动和变形的拉格朗日网格上可以达到二阶精度,保持本质非振荡。一维和二维数值算例表明了格式的有效性。上述的拉格朗日格式虽然有很多优势,但是并不满足几何守恒律,这与顶点速度的计算方式、数值通量和限制器的选取都有一定关系,导致数值格式的稳健性差。为提高格式的稳健性,本文给出了第二种新的中心型拉格朗日格式。该拉格朗日格式仍然采用间断有限元方法进行空间离散,RK型方法进行时间离散。不同的是:空间离散过程中采用[Maire PH, Abgrall R, Breil J, et al. SIAM J Sci Comput,(2007)]中节点求解器将顶点速度和单元内界面上的数值通量一起求解,其中边的速度等于边顶点速度的平均。另外新格式采用[Jia ZP, Zhang SD, J Comput Phys,(2011)]中限制器来抑制数值解可能出现的非物理振荡。由此得到的新格式不仅满足质量、动量和能量守恒,还满足几何守恒律,并且在移动和变形的拉格朗日网格上高阶收敛。数值算例表明该格式具有很好的稳健性、收敛性和本质非振荡性。用拉格朗日格式求解流体力学问题时,随着时间的推进,计算网格会扭曲变形,影响格式精度,甚至导致计算中断。因此要在网格变形较大时进行网格重分和物理量重映,以保证网格质量和格式精度。本文针对上述两种拉氏计算格式,给出了一种守恒重映算法。重映过程首先采用[Margolin LG, Shashkov M, J Comput Phys,(2003)]中重映方法将旧网格上分片一次多项式重映为新网格上函数的单元平均值,并用[Kucharik M, Shashkov M, Wendroff B, J Comput Phys,(2003)]中修补算法对单元平均值进行调整,保证单元平均值的保界性。然后通过重构获得新网格上分片一次多项式,再使用Van Leer限制器对新网格上的梯度进行限制,使之不出现新的极值。整个重映过程保证了守恒,保界和二阶收敛性质。
其他文献
尊敬的各位领导、同志们:近年来.我省通过深入实施全国文化信息资源共享工程(以下简称“共享工程”),在增强基层公共文化服务能力,提高农村公共文化服务水平,保障人民群众基本文化权
第一部分 非输血依赖型地中海贫血患者铁过载相关指标分析目的研究非输血依赖型地中海贫血患者全身铁过载及肝脏、心脏铁过载状况,探讨其与临床相关检测指标之间的关系。方法
20世纪上半叶,云南省公共图书馆事业从无到有,不断发展,在保存云南地方文献、传承中华传统文明、教育启迪广大民众以及创办新型图书馆业务等方面,都做出了积极的贡献,同时也为新中
由地主来讲述土改运动,为以往的土改题材小说所无。一般的土改小说(包括其他许多历史题材的小说),或从全知全能,或从'革命'、'人民'的立场来书写、来叙述土
目的应用颈动脉超声检测颈动脉粥样硬化预测冠状动脉病变严重程度的价值。方法经冠状动脉造影将359例患者分成冠心病组和非冠心病组,再根据冠状动脉病变把冠心病组患者分为单
图书馆文化建设发展是维系或推动图书馆生存或发展的群体意识、价值观念、行为准则及其他管理特征的集合。图书馆文化是在图书馆事业发展的进程中积淀和创造出来的具有图书馆
为了实现高效生物合成鸢尾酮,开展从陈化鸢尾根状茎中分离霉菌并进行生物合成条件的优化研究。首先从鸢尾根状茎中分离微生物,并结合HPLC分析,分离到一株产鸢尾酮的菌株。随
5月7日,《广告主》杂志举办的第三届品微会40人论坛暨同道发展会在京举办。会上,360全国营销事业群副总裁王蕾做了“360·互联网+”的主题演讲,分享了当前广告主在营销时遇到的困惑,360在数字营销方面取得的成果及如何助力广告主在互联网+思维下开展营销,并对未来营销发展新趋势进行了展望。  “从整个互联网的生态发展上,我们不难看出,随着数字技术的发展,互联网让人们的生活越来越个人化,越来越生活化。
目的观察高压氧联合奥拉西坦治疗血管性认知功能障碍的临床疗效。方法将92例血管性认知功能障碍患者随机分为治疗组和对照组,两组均予以奥拉西坦0.8 g po tid治疗,治疗组在对
盐碱胁迫是限制植物生长和产量主要的非生物胁迫之一。NaHC03是主要的碱胁迫之一,能同时给植物造成离子胁迫和pH胁迫。星星草(Puccinellia tenuiflora)作为一种具有较强耐盐