守恒型双曲型方程组的差分方法(Ⅱ)

本文是[1]的继续,将介绍守恒型双曲型方程组的各种其他差分方法,例如基于Riemann间断分解的 格式,Glimm格式和Chorin的随机选取法,人工粘性法,人工压缩法,特征型格式和质点法等。本文所采用的记号同[1]。 本文继续介绍下列守恒型双曲型方程组的差分方法     

Lagrange柱坐标高阶中心型守恒格式

提出Lagrange柱坐标高阶中心型守恒格式.基于用对守恒律的单调迎风算法(MUSCL)构造的高阶子网格压力,引入了柱坐标高阶体权子网格力和柱坐标高阶面权子网格力,构造了柱坐标高阶体权中心型守恒格式和柱坐标高阶面权中心型格式.柱坐标高阶体权中心型守恒格式满足动量守恒、能量守恒,但不能确定保持一维球对称性.柱坐标高阶面权中心型格式满足能量守恒,保持一维球对称性.两种格式里,格点速度以与网格面的数值通量相容的方式计算.对Saltzman活塞问题等进行了数值模拟,数值结果显示Lagrange柱坐标高阶中心型守恒格式的有效性和精确性.     

具有周期边界的守恒型方程的守恒型差分格式

研究守恒型奇摄动方程的周期边界问题,构造了一个守恒型差分格式,利用分解解的奇性项的方法,结合问题的渐近展开,证明所构造的差分格式为一阶一致收敛。     

双曲型守恒律方程的熵稳定格式的一些讨论

本文讨论双曲型守恒律方程的熵稳定格式.对于给定的熵对,格式所满足的熵条件中的数值熵通量是不唯一的.Tadmor的充分条件可以唯一地确定标量方程的熵守恒通量,但不能唯一确定方程组的熵守恒通量,却可以给出方程组的空间一阶精度的熵守恒格式.也讨论了在熵守恒通量上添加数值粘性得到的显式熵稳定格式需要满足的条件及常见的时间离散对熵守恒和熵稳定的影响.     

Lagrange中心型守恒格式

提出了Lagrange中心型守恒气体动力学格式．引入了当前时刻子网格密度与当前时刻网格声速产生的网格分片常数压力．初始网格密度乘以初始子网格体积得到子网格质量,这些子网格质量除以当前时刻子网格体积得到当前时刻子网格密度．应用网格分片常数压力,构造了满足动量守恒、总能量守恒的Lagrange中心型守恒气体动力学格式,格点速度以与网格面的数值通量相容的方式计算．对Saltzman活塞问题等进行了数值模拟,数值结果显示Lagrange中心型守恒气体动力学格式的有效性和精确性．     

Lagrange非结构网格高阶交错型守恒气体动力学格式

提出Lagrange(拉格朗日)非结构网格高阶交错型守恒气体动力学格式.用产生于当前时刻子网格密度和网格声速的子网格压力和MUSCL方法构造了高阶子网格力,利用高阶子网格力构造了高阶空间通量,借助时间中点通量的Taylor(泰勒)展开完成了高阶时间通量离散.研制了Lagrange非结构网格高阶交错型守恒气体动力学格式.对Saltzman活塞问题等进行了数值模拟,数值结果显示了Lagrange非结构网格高阶交错型守恒气体动力学格式的有效性和精确性.     

守恒型自共轭奇摄动常微分方程一致收敛二阶格式

本文对守恒型自共轭奇异摄动常微分方程,利用El-Mistikawy和Werle[1]的思想构造一个差分格式,并证明该格式为关于ε一致收敛的二阶格式.     

一维多介质可压缩流动的守恒型界面追踪方法

本文针对一维问题的ProntTracking方法,提出了一种较易实现的守恒型界面追踪方法.利用双波近似求解Riemann问题来确定界面处的数值通量,在固定的网格上采用统一的有限体积格式进行内点和交界面点的计算,通过守恒插值以及守恒量的重新分配,保证数值解在全场实现一致守恒,将该方法应用于一维多介质可压缩流动的模拟,给出了满意的数值模拟结果.     

二阶线性守恒型常微分方程奇异摄动问题的高精度差分格式

本文结合差分方法和有限元方法对守恒型的自伴问题建立了差分格式,它的解以O(h3)阶一致收敛于原微分方程问题的解.     

一类满足熵增条件的流体力学方程守恒型格式

Lax,Wandtoff曾经证明:对于与守恒律方程组相容的守恒型差分格式,如果其差分解几乎处处有界收敛,那么极限函数是原方程组的一个弱解,并且提出了二阶精度的L-W格式.但是,一些数值计算表明,用二阶守恒型格式(如L-W格式及Mac Corma-ck格式),可能得到非物理解的计算结果.通常称满足熵条件的弱解为物理解.对     

求解带刚性源项标量双曲型守恒律方程的保有界WCNS格式

带刚性源项的双曲守恒律方程是很多物理问题,特别是化学反应流的数学模型.本文考虑带刚性源项的标量双曲型守恒律方程,通过时空分离的方式,发展了一类保有界的WCNS格式.对于空间离散,我们将参数化的通量限制器推广到WCNS框架,使得方程对流项离散后满足极值原理.对于时间离散,我们将半离散的WCNS改写成指数形式,采用三阶修正指数型Runge-Kutta格式来控制方程的刚性,保持数值解的界.可以证明,本文格式对带刚性源项的一维标量守恒律方程具有保有界性和弱渐近保持性.数值试验验证了方法的有效性.     

利用通量限制的高分辨Godunov型格式的熵条件

1．引言考虑非线性双曲型守恒律方程的Cauchy问题式中f（w）∈C2（R）f＂,（w）≥0,初值。u0∈BV（R）．此问题通常只存在弱解,且需附加熵条件以保证解的唯一性．方程（1.1）的数值方法研究发展很快,但一阶精度格式（如Godunov格式）分辨率很低,而二阶精度格式在间断附近存在振荡;TVD格式则是一种成功的高分辨率无振荡格式．此外,双曲型守恒律数值方法的收敛性取决于差分格式的总变差稳定和离散熵条件．文献[2]中给出了利用通量限制构造TVD格式的方法,[1]则讨论了SOR-TVD格式的熵条件．本文第2节回顾了问的方法,具体导出了…     

非饱和水流问题的迎风差分法及其数值模拟

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.     

一种守恒型间断跟踪法在一维单守恒律方程上的程序实现

茅在近几年发展了一种守恒型的间断跟踪法（见[6],[7]），该跟踪法是以解的守恒性质作为跟踪的机制而不是传统的跟踪法利用Rankine-Hugoniot条件。本文的目的是对该算法在一维单守恒律的情况进行程序实现，做成一个对任意初值问题都适应的强健的算法，可处理任意的间断相互作用。在文章的第三节给出了一个数值算例，并与用ENO格式（见[8]所算得的结果进行比较。     

守恒格式稳定性分析与耗散守恒格式

本文从守恒格式出发,建立分析稳定性和耗散性的启发性方法和Fourier分析方法,给出了耗散守恒格式的严格定义及三点耗散守恒格式的充要条件。应用本文的方法,重新分析了三点格式,得到如下结论:某些常系数耗散格式,在某些情况下,之所以会得到非物理解或发生非线性不稳定,是由于该格式在这些情况下,已经是零耗散的或是负耗散     

一维单个守恒型方程的二阶熵耗散格式

本文考虑一维单个守恒律方程，对其设计了一种非线性守恒型差分格式，此格式为二阶Godunov型的，用的是分片线性重构，重构函数的斜率是根据熵耗散得到的，格式满足熵条件，且数值实验表明格式具有非线性稳定性，在此格式中一个所谓的熵耗散函数起了很重要的作用，它在每个网格的计算中耗散熵，在文中我们给出了熵耗散函数应满足的条件，并给出了一种具体的构造形式，最后给出了一些数值算例，从中可看出熵耗散函数是如何抑制非物理振荡的，及格式对计算的有效性。     

非线性双曲型守恒方程(组)的有限元分析

关于一阶线性双曲型方程有限元方法的计算格式及误差估计,G.A.Baker已在[1]中做过分析。本文将发展这个方法考察非线性守恒方程(双曲型)的初边值问题,得到了更一般的结论。这里对非线性项的处理类似于Axelsson在[2]中关于二阶拟线性抛物型方程混合问题所提出的方法。 对于非线性双曲型守恒方程组,在一定的条件下,也能得到这个结果,这样的条件在[3]或[4]中已讨论过。     

一类时空二阶精度高分辨率MmB差分格式的构造及数值试验

1．引言考虑如下二维双曲型守恒律初值问题的数值解．H．M．Wu和S．L．Yang在文山中给出了MmB差分格式的定义如下：给定（．1）M差分格式定义．若则称格式（1．2）为MmB差分格式．这里BmB表示局部MaximumandminimumBounds．由定义可知，若差分格式（1．2）可写为形式且。＼P’三0，＞。：r’一1．则格式（1．4）为MmB差分格式．j＝l文山构造了二维双曲型守恒律的二类二阶精度的MmB差分格式，使构造二维高分辨格式有了新的突破，但他们是从标量线性双曲型守恒律出发，然后把结果推广到非线性情形．本文直接从二维非线性双曲型守恒律…     

一类交错网格的Gauss型格式

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 .     

一种新的求解双曲型守恒律的三阶中心差分格式

本文提出了一种求解双曲型守恒律新的三阶中心差分格式，主要是引入了一种推广的三阶重构，并证明了这种重构在网格边界无振荡．所提的格式保持了中心差分格式简单的优点，不需用Riemann解算器，避免了进行特征解耦．数值试验结果表明本文格式是高精度、高分辨率的。