对论文"任意精度的三点紧致显格式及其在CFD中的应用"的评论

证明了林建国等(林建国,谢志华,周俊陶,任意精度的三点紧致显格式及其在CFD中的应用.应用数学和力学,2007,28(7):843-852)提出的紧致显格式与传统的差分格式实质相同,是传统差分格式的另一表达形式,并不具有紧致格式的优点.尽管如此,但这种表达形式更紧凑,推导获得高精度的差分表达式相对于传统的Taylor展开求待定系数的方法也更加简单.     

具有三阶精度的数值微分紧致格式及其应用

本文从微分代数精度概念出发 ,引入了数值微分的紧致性概念 ,并且构造了在一般意义下的具有三点三阶精度的数值微分格式 ,以及在等距节点这种特殊情况下的计算格式 .最后 ,通过数值实验证实了格式的精度 .     

迎风紧致格式与驱动方腔流动问题的直接数值模拟

本文给出了一种求解不可压缩流动问题的高精度差分格式,即迎风紧致格式.出发方程采用二维非定常原始变量Naiver-Stokes方程组.在差分方程中,对流项采用三阶精度的迎风紧致差分,其余空间导数项采用四阶紧致差分.本文利用该差分格式在等距网格上数值模拟了驱动方腔流动中的分离涡运动.在257×257的细网格上,Re数最高计算到10000.Re≤5000时的计算结果与前人结果符合得很好.当Re≥7500时发现流动不存在定常层流解而为非定常周期性解,并首次给出了非定常解的结果。     

色散方程的四点显式差分格式

本文对色散方程u_t=au>_xxx构造了一类高稳定性的、在中间层涉及四个网格点的三层显式差分格式,其局部截断误差为O(τ+h),其稳定条件为|R|=|α|τ/h3≤0.25至|R|≤10,它们较大地改善了同类格式的稳定条件|R|≤0.25[1].     

关于高阶精度WCNS格式的无粘通量分裂方法

高阶精度加权紧致非线性格式(WCNS)越来越广泛地应用于复杂流动数值模拟.WCNS可以与多种无粘通量分裂方法结合起来使用.但是,常见的通量分裂方法都是基于低阶格式发展起来的,目前还不清楚哪些通量分裂方法最适合WCNS,也不知道这些方法与高阶格式结合时将会产生什么效果.表面热流计算是高超声速流动数值模拟的难点之一,为了在热流计算时选择合适的通量,研究了多种通量分裂方法的耗散大小.每种通量都可以表示成中心部分与耗散部分之和.这些通量的中心部分相同且非常简单,但是耗散部分较为复杂,且不同的通量分裂方法可导致不同的耗散表达式.通过对通量耗散进行分析可以发现耗散大小与网格界面两侧的物理量跳跃近似线性正相关.数值计算表明高阶格式得到的网格界面左右两侧的物理量跳跃通常远比低阶格式小,因而带来的通量耗散小.通过3个典型算例考察了通量耗散对热流计算的影响,其中包括高超激波/边界层干扰算例.基于对van Leer通量、Steger-Warming通量、KFVS通量、Roe通量、AUSM类通量和HLL类通量的考察,给出了通量选择建议.     

色散方程ut=auxxx的一类具高稳定性的三层显式格式D3

本文提出中层点数为六点的一类三层显式格式,其截断误差为O(τh h~2),最佳稳定性条件为|R|≤4.67377。     

分部积分法的任意常数在解题中的应用

用分部积分法求积分时,根据du的不同情况选择适当的常数C,可使计算或证明变得十分简单.     

一种显式子步应力点积分算法及其在SMA数值模拟中的应用

形状记忆合金（shape memory alloys,简称SMA）具有复杂的热力本构关系,为了模拟SMA及其组合结构复杂的受力和变形行为,在数值模拟中需要采用可靠且高效的应力点积分算法．隐式应力点回映算法已经成功应用于形状记忆合金的数值模拟,但在复杂加载条件下,荷载增量较大时有可能导致整体非线性迭代求解不收敛．推广了局部误差控制的显式子步积分算法,首次将其应用于形状记忆合金及其组合结构这类热力相变问题的应力点积分,并通过数值算例对所提算法和隐式应力点回映算法进行了比较．数值结果表明:对于大规模数值模拟和计算,整体子步步数决定着总体计算时间;所提出的修正Euler自动子步方案可以有效减少整体子步步数,在保证相同计算精度的前提下能够大幅提高有限元计算效率,因而更适合大规模形状记忆合金智能结构的数值模拟.     

隐式TVD格式在气液两相爆轰数值模拟中的应用

为研究FAE(燃料-空气炸药)爆炸参数规律,运用二维轴对称气液两相方程组模型,针对其中的气相方程组采用高分辨率的隐式TVD格式,液相方程组采用MacCormack格式,较好地对FAE气液两相爆轰产生的爆轰波的发展和传播过程进行了数值模拟,计算结果与国内外的研究结果符合良好.     

三阶WNND格式的构造及在复杂流动中的应用

引入Liu的加权(weight)思想,在NND格式的二阶模板基础上,构造了空间三阶精度的WNND格式．通过对线性波动方程、一维Euler方程和三维Navier-Stokes方程的数值模拟表明:WNND格式在不增加模板插值点的前提下,在对各种间断的分辨率和收敛特性等方面均优于NND格式．采用WNND格式对升力体外形高超声速流场数值模拟表明:升力体外形三维流场结构十分复杂,攻角从0°～50°变化时,背风面表面极限流线依次由不分离、开式分离向起始于鞍、结点组合的高阶奇点的分离方式转化,翼面横向分离亦随攻角增大而增大;垂直于体轴的横截面流动拓扑结构与张涵信给出的理论分析一致,大于20°攻角后,在部分横截面背风对称线上出现结构不稳定的鞍点相连现象．     

解四阶抛物型方程高精度紧致差分格式

针对四阶抛物型方程周期初值问题,提出了一个两层隐式差分格式和一个三层隐式差分格式.它们的局部截断误差分别为O((Δt)2+(Δx)4)和O((Δt)2+(Δt)(Δx)2+(Δx)4),其中Δt,Δx分别为时间步长和空间步长.误差分析和数值实验均表明,本文构造的差分格式比经典的Crank-Nicolson格式和Saul’ev构造的差分格式精度更高.从精度及稳定性方面考虑,本文构造的格式也比文[5]的显式格式要好.     

解三维抛物型方程的一个新的高精度显格式

本文构造了一个解三维抛物型方程的高精度三层显式差分格式,其稳定性条件为r=Δt/Δx2=Δt/Δy2=Δt/Δz2≤1/4,截断误差为O(Δt2+Δx4).     

一种求解Burgers方程的高精度紧致差分格式

针对Burgers方程,采用余项修正法和欧拉公式,推导了一种新的四层高精度紧致差分隐格式,其截断误差为O(τ~2+τh~2+h~4),即当τ=O(h~2)时,格式空间具有四阶精度;然后通过数值实验验证了格式的精确性和可靠性.     

解二维抛物型方程的高精度差分格式

本文构造了一个解二维抛物型方程的高精度三层显式差分格式,其稳定性条件为r=△t/△x2=△t/△y2≤1/4,截断误差为O(△t2+△x4).     

高维热传导方程的高精度分支显格式

A high-order accuracy explicit difference scheme for solving 4-dimensional heatconduction equation is constructed.The stability condition is r = △t/△x2 = △t/△y2 = △t/△]z2 = △t/△w2＜3/8,and the truncation error is O(△t2 △x4).     

求解一维非定常对流扩散反应方程的高精度紧致差分格式

提出了数值求解一维非定常对流扩散反应方程的一种高精度紧致隐式差分格式,其截断误差为O(τ~4+τ~2h~2+h~4),即格式整体具有四阶精度.差分方程在每一时间层上只用到了三个网格节点,所形成的代数方程组为三对角型,可采用追赶法进行求解,最后通过数值算例验证了格式的精确性和可靠性.     

解抛物型方程的分支稳定的高精度显式差分格式

用待定参数法构造了解一维抛物型方程的分支稳定的高精度显式差分格式,截断误差为O（△t^4△x^4),稳定性条件为r=a△t/△x^2＜1/2。     

解三维热传导方程的一种高精度的显格式

对解三维热传导方程利用待定参数方法构造出一种精度O(Δt2+Δx4+Δy4+Δz4)的高精度易于计算的显式差分格式,并给出了其稳定性,通过数值例子可见其精度较其它方法提高2～3位有效数字。     

三维抛物型方程的一族高精度分支稳定显格式

构造了一族解三维抛物型方程的高精度显格式,其稳定性条件为r=Δt/Δx2=Δt/Δy2=Δt/Δz2<1/2,截断误差为O(Δt2+Δx4).