一种高阶数值通量的探讨

一种高阶数值通量的探讨

论文摘要

根据MUSCL格式构造思想,本文给出了一种高阶数值通量的构造方法.将其应用于有限体积(差分)ENO,WENO和DG格式中,得到了相应的单步高阶SemiLagrangian格式.针对一维分片线性无粘Burgers方程,给出了一种通量准确值并探讨了这种高阶数值通量的性质.结合SSP Runge-Kutta方法,将使用二阶数值通量的单步二阶格式推广为两步三阶格式.数值实验表明,新格式比原格式误差更小,效率更高,对激波和稀疏波的模拟效果也有较大提升.针对一维Euler方程组,本文在特征空间给出了一种新的特征线的处理方法.基于该方法的FD格式结合交替方向法可以直接应用于多维Euler方程组,不需要依据Euler方程组给出不同的Riemann不变量.文中的单步高阶Semi-Lagrangian格式对一维Riemann问题进行数值模拟,其结果比原格式(保持空间离散格式,时间离散用相应的SSP Runge-kutta格式)具有更高的分辨率和效率.通过对二维RayleighTaylor不稳定问题数值模拟,可验证新格式的实用性和有效性.

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 研究背景及现状
  •   1.2 论文主要工作
  • 第二章 预备知识
  •   2.1 Jacobi矩阵
  • 第三章 高阶数值通量
  •   3.1 二阶数值通量的推导
  •   3.2 二阶数值通量在DG格式的应用
  •   3.3 数值算例
  •     3.3.1 算例1:激波
  •     3.3.2 算例2:稀疏波
  •     3.3.3 算例3:Buckley–Leverett方程
  • 第四章 高阶数值通量性质
  •   4.1 一种通量准确值推导
  •     4.1.1 激波
  •     4.1.2 稀疏波
  •   4.2 通量准确值性质
  •   4.3 数值算例
  •     4.3.1 算例1:激波
  •     4.3.2 算例2:稀疏波
  •   4.4 超收敛
  •   4.5 两步三阶
  • 第五章 一维Riemann问题
  •   5.1 一维Euler方程组上一种特征线的求解
  •   5.2 数值算例
  •     5.2.1 算例1:Sod激波管问题
  •     5.2.2 算例2:Lax激波管问题
  •     5.2.3 算例3:强激波间断
  •     5.2.4 算例4:Mach 3 激波
  • 第六章 二维Euler方程组
  •   6.1 二维Euler方程组上一种特征线的求解
  •   6.2 数值算例
  •     6.2.1 Rayleigh-Taylor不稳定问题
  • 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间研究成果
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 温燕静

    导师: 杨玉月

    关键词: 高阶数值通量,通量准确值,两步三阶格式,单步高阶格式,一维问题,不稳定问题

    来源: 湘潭大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 数学,数学

    单位: 湘潭大学

    分类号: O241.8

    DOI: 10.27426/d.cnki.gxtdu.2019.000909

    总页数: 53

    文件大小: 1787K

    下载量: 11

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