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相似文献
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1.
线性传输方程的几种数值格式的比较   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
陈荣三  邹敏  刘安平 《数学杂志》2015,35(4):977-982
本文研究了线性传输方程的数值计算问题.利用Godunov格式、Entropy格式、Ultra-bee格式和Entropy-Ultra-bee格式对线性传输方程进行了数值计算,获得了相应的数值结果.数值实验结果表明Entropy-Ultra-bee格式结合了Entropy格式和Ultra-bee格式的优点,在整个计算区域都有比较高的分辨率,而且没有出现非物理振荡.  相似文献   

2.
一类交错网格的Gauss型格式   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文在交错网格的情况下 ,利用 Gauss型求积公式构造了一类不需解 Riemann问题的求解一维单个双曲守恒律的二阶显式 Gauss型差分格式 ,证明了该格式在CFL条件限制下为 TVD格式 ,并证明了这类格式的收敛性 ,然后将格式推广到方程组的情形 .由于在交错网格的情况下构造的这类差分格式 ,不需要求解 Riemann问题 ,因此这类格式与诸如 Harten等的 TVD格式相比具有如下优点 :由于不需要完整的特征向量系 ,因此可用于求解弱双曲方程组 ,计算更快、编程更加简便等 .  相似文献   

3.
本文研究含参数ε的无源对流扩散问题的有限差分格式.首先在三点模板上将两边结点处的函数值关于中心点进行泰勒展开,反复利用原微分方程,通过"降阶"的思想将两个泰勒展式中的高阶导数项化为只含一阶导数的展式,联立展式消去一阶导数项从而得到形式上精确的差分格式.由于形式上精确的差分格式的系数含无穷项,如何保留有限项使得差分格式分别适用于求解参数较大或参数较小的对流扩散问题是本文研究的重点,为此本文分情形设计了两类差分格式:当参数较大时,因h的幂次对差分格式系数影响更大,本文设计出"横向系列修正差分格式(HDS)",其精度分别可达到二阶、四阶、六阶、八阶;而对小参数问题,相对于步长, 1/ε的幂次对差分格式的系数影响更大,据此本文设计出"纵向系列修正差分格式(VDS)".数值算例将横向、纵向系列格式与七种参考文献给出的差分格式进行了数值比对,验证了本文设计的横向差分格式(HDS)适用于求解ε较大时的对流扩散问题,而纵向系列修正差分格式(VDS)适用于求解ε较小时的问题,且数值解精度较参考格式更高.  相似文献   

4.
一种治愈强激波数值不稳定性的混合方法   总被引:1,自引:1,他引:0  
HLLC(Harten-Lax-Leer-eontact)格式是一种高分辨率格式,能够准确捕捉激波、接触间断和稀疏波.但是使用HLLC格式计算多维问题时,在强激波附近会出现激波不稳定现象.FORCE(firstorder centred)格式在强激波附近表现出很好的稳定性,并且其数值耗散比HLL(Hanen-Lax-Leer)格式小.分析了HLLC格式和FORCE格式在特定流动条件下的稳定性,构造了HLLC-FORCE混合格式并且进一步结合开关函数来消除HLLC格式的激波不稳定现象.数值试验表明新构造的混合格式不仅能够消除HLLC格式的激波不稳定现象,还最大程度地保留HLLC格式高分辨率的优点.  相似文献   

5.
本文主要对二维不稳定流动绕障碍物问题用二阶精度的Lax-Wendroff格式计算,对此格式的边界和拐角也写出了差分格式。 对同样问题用一阶的Rnsanov格式进行了计算,把两者的结果和实验作了比较,并画出了数值计算的等压线,把两者数值计算结果和典型问题[1]进行比较,介绍这二种方法的改进[7][10]。  相似文献   

6.
崔霞  岳晶岩 《计算数学》2015,37(3):227-246
对于守恒型扩散方程,研究其二阶时间精度非线性全隐有限差分离散格式的性质,证明了其解的存在唯一性.研究了二阶时间精度的Picard-Newton迭代格式,证明了迭代解对原问题真解的二阶时间和空间收敛性,以及对非线性离散解的二次收敛速度,实现了非线性问题的快速求解.本文中方法也适用于一阶时间精度格式的分析,并可推广至对流扩散问题.数值实验验证了二阶时间精度Picard-Newton迭代格式的高精度和高效率.  相似文献   

7.
在空间方向用高阶紧致格式离散,时间方向分别用CNI格式、Richardson格式和分裂步CNI格式离散,得到了长短波方程的一些数值格式.这些格式在时间方向是二阶收敛的,空间方向是四阶的,而用到的模版与二阶中心差分格式是一样的.数值结果表明,与中心格式相比,新提出的格式较已有格式计算效率更高.同时,从数值结果可以猜测CNI格式和分裂步CNI格式能够保持原问题的一些守恒量.  相似文献   

8.
朱庆勇  李岳生 《计算数学》2000,22(2):209-218
1.引言 近年来高精度差分格式的研究引起国内外的普遍重视,目的是更准确地模拟复杂流场的流动.众所周知,传统的二阶TVD类格式虽然能较好地捕捉激波,但却存在局部极值点降阶的问题,而且由于一些格式的数值粘性过大,当用该格式计算粘性流特别是高雷诺数问题时,格式本身的数值粘性可能掩盖了流场的物理粘性,从而降低了格式对边界层的分辨率,因而无法正确计算热流值。文献[3]指出,采用高精度格式可适当放松对网格雷诺数的要求,因此发展三阶或三阶以上的格式是需要的。近年来,人们已经发展了一些无伪振荡的高阶格式,如EN…  相似文献   

9.
针对扩散问题提出了一类带有加权系数的隐格式,采用分组显式和区域分解思想,又构造了若干分组显式格式.结合初边值条件,建立了求解扩散问题的一种多子域并行算法.虽然格式是隐式的,但在算法实现过程中可显式且并行地计算,这样避免了求解线性方程组的复杂性.并且当加权系数1≤θ≤2.4时,格式是无条件稳定的;0θ1时,趋向于1的方向,格式也是无条件稳定的;θ=2时,算法收敛的最快,收敛速率接近于2.通过数值试验证明此类隐格式和并行算法是有效的,计算速度快,精确度高,易于实现并行.  相似文献   

10.
本文考察了非饱和水流问题模型方程的守恒型迎风差分法.我们基于有限体积方法建立的非饱和流动的守恒形式,分别提出了一阶和二阶迎风差分格式,并对差分格式进行了误差估计,给出了收敛性定理.最后,数值模拟验证了计算格式的有效性.  相似文献   

11.
1 引言 半导体器件的数值模拟对于半导体技术的发展具有十分重要的意义。[1-6] 研究了半导体方程的差分解法,[7-11]研究了半导体方程的有限元解法。这些研究均未考虑温  相似文献   

12.
A new discretization method is proposed for multi-input-driven nonlinear continuous systems with time-delays, based on a combination of the Taylor series expansion and the first-order hold (FOH) assumption. The mathematical structure of the new discretization scheme is explored. On the basis of this structure, the sampled-data representation of the time-delayed multi-input nonlinear system is derived. First the new approach is applied to nonlinear systems with two inputs, and then the delayed multi-input general equation is derived. The resulting time discretization method provides a finite-dimensional representation for multi-input nonlinear systems with time-delays, thereby enabling the application of existing controller design techniques to such systems. The performance of the proposed method is evaluated using a nonlinear system with time-delays (maneuvering an automobile). Various sampling rates, time-delay values and control inputs are considered to evaluate the proposed method. The results demonstrate that the proposed discretization scheme can meet the system requirements even when using a large sampling period with precision limitations. The discretization results of the FOH method are also compared with those of the zero order hold (ZOH) method. The precision of the FOH method in the discretization procedure combined with the Taylor series expansion is much higher than that of the ZOH method except in the case of constant inputs.  相似文献   

13.
孙志忠 《计算数学》1995,17(1):1-12
一类抛物-椭圆耦合方程组混合初边值问题的二阶收敛差分格式Ⅰ孙志忠(东南大学数学力学系)ASECOND-ORDERDIFFERENCESCHEMEFORTHEMIXEDINITIAL-BOUNDARYVALUEPROBLEMOFACLASSOFPARA...  相似文献   

14.
任意精度的三点紧致显格式及其在CFD中的应用   总被引:2,自引:0,他引:2  
通过在泰勒级数展开中运用逐阶迭代的方法,推导出了空间任意精度的三点紧致显格式的表达式,又由Fourier分析法得到了格式的数值弥散和耗散特性.与以往的高精度紧致差分格式不同,提出的格式不用隐式求解代数方程组并且可以达到任意精度.通过方波问题和顶盖方腔流的算例表明,格式在稀疏网格下可以得到很高的精度,不仅能节省计算量,而且易于编程,有很高的计算效率.  相似文献   

15.
In this paper, a new computational scheme based on operational matrices (OMs) of two‐dimensional wavelets is proposed for the solution of variable‐order (VO) fractional partial integro‐differential equations (PIDEs). To accomplish this method, first OMs of integration and VO fractional derivative (FD) have been derived using two‐dimensional Legendre wavelets. By implementing two‐dimensional wavelets approximations and the OMs of integration and variable‐order fractional derivative (VO‐FD) along with collocation points, the VO fractional partial PIDEs are reduced into the system of algebraic equations. In addition to this, some useful theorems are discussed to establish the convergence analysis and error estimate of the proposed numerical technique. Furthermore, computational efficiency and applicability are examined through some illustrative examples.  相似文献   

16.
本文应用伸缩变换和阶降法在动网格上对石油科学研究中提出的一个漂移聚集油藏模型建立了一个三层线性化弱耦合差分格式,证明了所构造的差分格式是唯一可解的且在l2范数下以O(r^2+h^2)阶收敛。所建立的差分方程组均是三对角的,可用追赶法求解。  相似文献   

17.
In this work, an analytical approximation to the solution of Schrodinger equation has been provided. The fractional derivative used in this equation is the Caputo derivative. The existence and uniqueness conditions of solutions for the proposed model are derived based on the power law. While solving the fractional order Schrodinger equation, Atangana–Batogna numerical method is presented for fractional order equation. We obtain an efficient recurrence relation for solving these kinds of equations. To illustrate the usefulness of the numerical scheme, the numerical simulations are presented. The results show that the numerical scheme is very effective and simple.  相似文献   

18.
对二维Neumann边界条件的线性双曲型方程建立了紧交替方向的隐格式.利用方程和边界条件得到在空间上的三阶与五阶导数的边界值,进而在内点、边界内点和边界角点分别建立9点、6点和4点紧差分格式;通过引进新的范数和L2范数估计L范数;借助能量估计、Gronwall不等式和Schwarz不等式等技巧,详细分析了差分格式在无穷范数下关于时间和空间分别为二阶和四阶收敛性,并给出了稳定性结果;通过数值算例,验证了理论分析结果.  相似文献   

19.
In this paper we further explore and apply our recent anti-diffusive flux corrected highorder finite difference WENO schemes for conservation laws [18] to compute the Saint-Venant system of shallow water equations with pollutant propagation, which is describedby a transport equation. The motivation is that the high order anti-diffusive WENOscheme for conservation laws produces sharp resolution of contact discontinuities whilekeeping high order accuracy for the approximation in the smooth region of the solution.The application of the anti-diffusive high order WENO scheme to the Saint-Venant systemof shallow water equations with transport of pollutant achieves high resolution  相似文献   

20.
1 hoeductIOuThe dynamics models of one--dimensional continuous medium nuclear reactor are the foelowing initial--boundary value problem of the formsubject to the innal conditionsand the boundary conditionsIn (1. 1), x denotes position along the reactor, which is regarded as a rod of length L, t denotes the time, u(t) the logarithm of the loud reactor POwer, v(x,t) the deviation of the temperature from equilibrium, a(x) the ratio of the temperature coefficient of reactivity to theynean life of…  相似文献   

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