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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 15 毫秒
1.
流体力学方程的间断有限元方法   总被引:9,自引:0,他引:9  
蔚喜军  周铁 《计算物理》2005,22(2):108-116
在二维区域三角形网格上应用一阶、二阶和三阶精度间断有限元方法,对流体力学方程和方程组进行了数值模拟.计算结果与差分方法计算结果比较,认为间断有限元方法在求解复杂边界条件和区域问题上有一定的优势.  相似文献   

2.
间断有限元方法求解一维非平衡辐射扩散方程   总被引:2,自引:0,他引:2  
张荣培  蔚喜军  崔霞  冯涛 《计算物理》2012,29(5):641-646
研究一维非平衡辐射扩散方程的数值方法.通过求解间断系数热传导方程的广义黎曼问题,得到一种带加权数值流量,基于该数值流量构造了一类新型的间断有限元方法.在时间离散上采用向后Euler方法,形成的非线性方程组采用Picard迭代求解.数值试验表明该方法具有捕捉大梯度的能力,而且能适应扩散系数间断的情形.  相似文献   

3.
研究一维含化学反应流体力学方程组的数值模拟方法.结合理想气体状态方程并利用HLLC解法器在各个单元边界处的数值通量,给出ALE间断有限元方法.高阶计算时,使用TVD斜率限制器对数值解可能产生的非物理振荡进行抑制.结果表明:该算法能够保持物理量的守恒性和高精度,并能够清晰地捕捉爆轰波的结构特征.  相似文献   

4.
尚月强  何银年 《计算物理》2011,28(2):181-187
基于完全重叠型区域分解技巧,提出三种求解非定常Navier-Stokes方程的有限元并行算法.其基本思想是首先对空间施行完全重叠区域分解,然后各个处理器使用向后Euler格式独立并行求解关于时间t的常微分方程;对于非线性的对流项,分别采用半隐格式和全隐格式进行处理.算法中每个处理器所负责的子问题是一个全局问题,它定义在整个求解区域上,但绝大部分自由度来自其所负责的子区域,从而使得算法实现简单,通信需求少.数值算例验证了算法的有效性及其良好的并行性能.  相似文献   

5.
粒子输运方程的线性间断有限元方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
洪振英  袁光伟 《计算物理》2009,26(3):325-334
将空间线性间断有限元方法应用于动态粒子输运方程的求解.数值算例表明,空间线性间断有限元方法在网格边界的数值精度方面明显高于指数格式和菱形格式,并且通量在时间上的微分曲线相对光滑,避免了指数格式、菱形格式数值解的非物理振荡现象.  相似文献   

6.
高分辨率间断有限元方法   总被引:2,自引:0,他引:2  
李宏 《计算物理》2004,21(4):367-376
间断有限元方法是集高分辨率有限差分方法和有限体积方法的优点发展起来的一种数值方法,在计算流体动力学问题上显示了优良的效能.利用守恒问题给出间断有限元方法的基本概念和过程,利用简单算例给出该方法的精度分析和限制器对精度的影响,并给出浅水波问题、交通流问题和波传播问题的数值模拟结果,进一步,综合评介该方法在椭圆、抛物、对流扩散、Hamilton-Jacobi方程、Navier-Stokes方程等的实际应用进展.  相似文献   

7.
 采用发展后的间断有限元方法,对Rayleigh-Taylor不稳定性进行了数值模拟。在计算中采用Level-Set方法进行界面追踪,用虚拟流体方法(Ghost Fluid Method,GFM)对界面附近物理量进行等压装配。对两个典型的Rayleigh-Taylor不稳定性算例的数值研究结果表明,采用该方法计算含有接触间断的多介质流体力学问题是有效的,在交界面附近不出现伪振荡,具有较高的分辨率。  相似文献   

8.
刘百良 《计算物理》1998,15(1):101-106
采用数值边界条件的办法导出了求解一阶双曲型方程的AGE方法,并给出了其稳定性证明和计算实例。  相似文献   

9.
间断有限元方法在弹尾超音速喷流计算中的应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用间断有限元方法对超音速无粘喷流流动进行数值模拟.将二维双曲守恒方程的间断有限元方法发展到轴对称Euler方程,并就某导弹尾部超音速伴随射流进行数值计算.计算结果与实验照片反映的流动特征吻合较好,与高精度、高分辨率TVD格式的计算结果相比,间断有限元方法的计算结果在轴线反射点附近具有较高的分辨率,表明该方法对激波具有较强的捕捉能力,在激波阵面上不会产生振荡或抹平间断现象.  相似文献   

10.
讨论非线性分数阶对流扩散方程的特征有限元方法.利用特征线法和分数阶有限元框架,构建一种基于特征方向的全离散有限元格式.模拟物理问题,并在数值上与常规有限元格式进行比较,计算结果表明:该方法能准确地捕捉到控制方程的精确解,即使是在对流效应占优时,也具有稳定性好和逼近精度高等特征.  相似文献   

11.
徐云  蔚喜军 《计算物理》2009,26(2):159-168
研究自适应Runge-Kutta间断Galerkin (RKDG)方法求解双曲守恒律方程组,并提出两种生成相容三角形网格的自适应算法.第一种算法适用于规则网格,实现简单、计算速度快.第二种算法基于非结构网格,设计一类基于间断界面的自适应网格加密策略,方法灵活高效.两种方法都具有令人满意的计算效果,而且降低了RKDG的计算量.  相似文献   

12.
为精确求解非定常层流问题,发展一种非定常速度-应力-压力的方法.采用牛顿法对非线性对流项进行线性化处理和预处理共轭梯度法,实现了非定常应力形式Navier-Stokes方程的求解.方腔层流流动比较发现,非定常应力形式比涡量形式与试验结果更加吻合,精度更高.该方法有效地解决亚格子应力项的问题,实现基于最小二乘有限元法的湍流求解.比较方腔湍流流动的试验与仿真结果,证明本文的方法具有可行性,为湍流大涡模拟计算打下基础.  相似文献   

13.
In this paper, we investigate the error estimates and superconvergence property of mixed finite element methods for elliptic optimal control problems. The state and co-state are approximated by the lowest order Raviart-Thomas mixed finite element spaces and the control variable is approximated by piecewise constant functions. We derive $L^2$ and $L^\infty$-error estimates for the control variable. Moreover, using a recovery operator, we also derive some superconvergence results for the control variable. Finally, a numerical example is given to demonstrate the theoretical results.  相似文献   

14.
A semi-discrete scheme about time for the non-stationary Navier-Stokes equations is presented firstly, then a new fully discrete finite volume element (FVE) formulation based on macroelement is directly established from the semi-discrete scheme about time. And the error estimates for the fully discrete FVE solutions are derived by means of the technique of the standard finite element method. It is shown by numerical experiments that the numerical results are consistent with theoretical conclusions. Moreover, it is shown that the FVE method is feasible and efficient for finding the numerical solutions of the non-stationary Navier-Stokes equations and it is one of the most effective numerical methods among the FVE formulation, the finite element formulation, and the finite difference scheme.  相似文献   

15.
This paper studies a system of semi-linear fractional diffusion equations which arise in competitive predator-prey models by replacing the second-order derivatives in the spatial variables with fractional derivatives of order less than two. Moving finite element methods are proposed to solve the system of fractional diffusion equations and the convergence rates of the methods are proved. Numerical examples are carried out to confirm the theoretical findings. Some applications in anomalous diffusive Lotka-Volterra and Michaelis-Menten-Holling predator-prey models are studied.  相似文献   

16.
描述一种新的求解Euler方程的拉格朗日格式,该格式用Runge-Kutta Discontinuous Galerkin(RKDG)方法在拉格朗日坐标系求解Euler方程,剖分网格随流体运动.新格式不仅保证流体的质量、动量和能量守恒,而且能够在时间和空间上同时达到二阶精度.数值算例表明在一维情况,随着拉氏网格的移动和改变,格式在时间和空间上仍保持二阶精度,并且没有数值震荡.  相似文献   

17.
构造Lagrange坐标系下二维可压缩气动方程组的RKDG(Runge-Kutta Discontinuous Galerkin)有限元方法.将流体力学方程组和几何守恒律统-求解,所有计算都在固定的网格上进行,计算过程中不需要网格节点的速度信息.对几个数值算例进行数值模拟,得到较好的数值模拟结果.  相似文献   

18.
丁琪  尚月强 《计算物理》2020,37(1):10-18
基于两重网格离散和区域分解技巧,提出三种求解非定常Navier-Stokes方程的有限元并行算法.算法的基本思想是在每一时间迭代步,在粗网格上采用Oseen迭代法求解非线性问题,在细网格上分别并行求解Oseen、Newton、Stokes线性问题以校正粗网格解.对于空间变量采用有限元离散,时间变量采用向后Euler格式离散.数值实验验证了算法的有效性.  相似文献   

19.
In this paper we developed accurate finite element methods for solving 3-D Poisson-Nernst-Planck (PNP) equations with singular permanent charges for electrodiffusion in solvated biomolecular systems. The electrostatic Poisson equation was defined in the biomolecules and in the solvent, while the Nernst-Planck equation was defined only in the solvent. We applied a stable regularization scheme to remove the singular component of the electrostatic potential induced by the permanent charges inside biomolecules, and formulated regular, well-posed PNP equations. An inexact-Newton method was used to solve the coupled nonlinear elliptic equations for the steady problems; while an Adams-Bashforth-Crank-Nicolson method was devised for time integration for the unsteady electrodiffusion. We numerically investigated the conditioning of the stiffness matrices for the finite element approximations of the two formulations of the Nernst-Planck equation, and theoretically proved that the transformed formulation is always associated with an ill-conditioned stiffness matrix. We also studied the electroneutrality of the solution and its relation with the boundary conditions on the molecular surface, and concluded that a large net charge concentration is always present near the molecular surface due to the presence of multiple species of charged particles in the solution. The numerical methods are shown to be accurate and stable by various test problems, and are applicable to real large-scale biophysical electrodiffusion problems.  相似文献   

20.
吴迪  蔚喜军 《计算物理》2010,27(4):492-500
将龙格库塔间断有限元方法(RDDG)与自适应方法相结合,求解三维欧拉方程.区域剖分采用非结构四面体网格,依据数值解的变化采用自适应技术对网格进行局部加密或粗化,减少总体网格数目,提高计算效率.给出四种自适应策略并分析不同自适应策略的优缺点.数值算例表明方法的有效性.  相似文献   

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