保持总能量守恒的“半拉格朗日算法”

大气海洋问题数值计算的重要特征之一是需要作长时间的数值积分,因此在方程差分离散化后如何保持原问题的物理特性成为一个很关键的问题。从传统的"半拉格朗日法"和显式完全能量守恒差分法中吸取"营养",设计出一种既能保持总能量守恒又能增大时间步长的显式差分算法     

扩散方程的守恒型并行计算格式

辐射流体力学实际问题计算中扩散方程的计算量极大,必须采用并行计算.研究易于在并行机上实施的高效的并行计算方法,通过采用预估修正等多种方式,构造和发展既保持隐式格式的守恒性、同时能保持所需精度与无条件稳定性的并行计算格式,以满足大规模数值求解辐射流体力学问题的需求.     

非线性Schrodinger方程的守恒数值格式

对非线性Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程提出了一种新的守恒差分格式,并证明了该格式的收性与稳定性。通过数值计算,对非线性Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程中非线性项的离散进行了讨论,获得如下结论在取适当的参数后,所提出孤差分格式工上好于作为该格式特例的文（７）中的格式。     

径向对称非线性Schrodinger方程的守恒差分格式

对径向对称的非线性Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程提出了一个新的守恒差分格式,这是一个三层格式,它不需迭代求解因此提高了计算速度,同时也较好地保持了方程的两上守恒律。文中证明了格式的收敛性与稳定性,数值计算结果表明,该差分格式是有效的。     

守恒方程的差分型格子气方法

给出了守恒型模型方程的差分型格子气方法，通过定义广义的分布函数，将原方程的求解问题化成关于分布函数的差分算法。该方法的意义在于建立格子气方法和差分法之间的联系，是而可以构造真正用于空气动力的格子气模型，使格子敢方法在可压缩领域成为一种实用方法。     

非守恒型粘性流方程的展开方法和数值模拟

在曲线坐标系中，给出了非守恒粘性流矢量方程一种新的展开方法，应用此展开方法使方程的展开式得到简化。对扩压管和二维平面叶栅进行了数值计算，计算结果表明，所给出的新展开式具有实用价值。     

径向对称非线性Schrdinger方程的守恒差分格式

对径向对称的非线性Schrdinger方程提出了一个新的守恒差分格式,这是一个三层格式,它不需迭代求解,因此提高了计算速度,同时也较好地保持了方程的两个守恒律。文中证明了格式的收敛性与稳定性,数值计算结果表明,该差分格式是有效的。     

求解二维双曲型方程的一种基本守恒差分格式

构造了一种求解二维双曲型方程的基本守恒型差分格式,并证明了该格式的数值解是全变差有界的,在光滑区域具有二阶精度,按L¹范数及L^∞范数稳定,且其几乎处处有界收敛的极限解是微分方程的物理解。     

求解Euler方程的空间—时间守恒格式

本文在CE／SE方法的基础上，提出了空间－时间守恒（STC）格式，其特点是构造简单，物理概念清晰，守恒性好，计算速度快且精度高，容易推广到多维流动及粘性流动。通过对二维Euler方程STC格式的介绍，可以看出这一方法的主要特点。与其它格式的计算结果或精确解相比较表明，用STC格式计算的结果是令人满意的。     

A Fifth-Order Low-Dissipative Conservative Upwind Compact Scheme Using Centered Stencil

In this paper, a conservative fifth-order upwind compact scheme using centered stencil is introduced. This scheme uses asymmetric coefficients to achieve the upwind property since the stencil is symmetric. Theoretical analysis shows that the proposed scheme is low-dissipative and has a relatively large stability range. To maintain the convergence rate of the whole spatial discretization, a proper non-periodic boundary scheme is also proposed. A detailed analysis shows that the spatial discretization implemented with the boundary scheme proposed by Pirozzoli [J. Comput. Phys., 178 (2001), pp. 81-117] is approximately fourth-order. Furthermore, a hybrid methodology, coupling the compact scheme with WENO scheme, is adopted for problems with discontinuities. Numerical results demonstrate the effectiveness of the proposed scheme.     

高阶CIP数值方法及其在相关物理问题中的应用

利用函数的高阶空间导数值构建其高次插值,得到高阶CIP(Constrained Interpolation Profile)数值算法,并在此基础上模拟研究等离子体物理中著名的伏拉索夫-泊松(Vlasov-Poisson)方程相关物理问题.高阶CIP数值方法具有更高数值精度,从而可以在同等精度的情况下减少计算格点数,加速数值计算速度.     

多介质流体力学计算的守恒型高分辨率格式

应用Lagrange坐标系下的守恒型格式计算多介质流体力学问题,在物质交界面附近采用一阶格式的数值通量,而在其余部分采用高分辨率格式的数值通量,不仅保持了高分辨率的良好性质,而且消除了一般的守恒型格式在界面附近所产生的震荡.     

解三维扩散方程的积分内插法格式

研究三维扩散方程的数值模拟.在非正规六面体网格上,使用积分内插法建立扩散方程差分格式,涉及到27个相邻网格,适用于大变形网格上带间断系数的拟线性扩散方程的计算.叙述差分格式的建立,推导通量流和网格顶点温度的计算公式,给出了数值试验结果.     

SRLW方程的多辛Fourier谱格式及其守恒律

通过引进正则动量,将对称正则长波方程（简称SRLW方程）转化成多辛形式的方程组,它具有多辛守恒律;介绍了空间方向满足周期边界条件的函数的Fourier谱方法;对SRLW方程的多辛方程组在空间方向利用Fourer谱方法,时间方向上应用Euler中点格式离散,得到其多辛Fourier拟谱格式;证明此格式的一些离散守恒律．用此格式模拟了SRLW方程的单个孤立波,还模拟了多个孤立波的追赶、碰撞和分离过程．     

基于Voronoi网格的扩散方程差分格式

在Voronoi网格上利用一种基于回路积分法的有限体积法构造扩散方程的的差分格式.在这种特殊的网格上离散扩散方程比通常在四边形网格上离散的格式要简单,不会引进角点未知量,提高了对网格边上的流的离散精度,及差分格式整体精度.这种Voronoi网格上的扩散计算也可以与单元中心流体力学计算耦合.数值算例表明这种格式比四边形网格上的格式精度高,且能更好的应对网格扭曲情形.     

Completely Conservative and Oscillationless Semi-Lagrangian Schemes for Advection Transportation

In this paper, we present a new type of semi-Lagrangian scheme for advection transportation equation. The interpolation function is based on a cubic polynomial and is constructed under the constraints of conservation of cell-integrated average and the slope modification. The cell-integrated average is defined via the spatial integration of the interpolation function over a single grid cell and is advanced using a flux form. Nonoscillatory interpolation is constructed by choosing proper approximation to the cell-center values of the first derivative of the interpolation function, which appears to be a free parameter in the present formulation. The resulting scheme is exactly conservative regarding the cell average of the advected quantity and does not produce any spurious oscillation. Oscillationless solutions to linear transportation problems were obtained. Incorporated with an entropy-enforcing numerical flux, the presented schemes can accurately compute shocks and sonic rarefaction waves when applied to nonlinear problems.     

基于节点重构的扩散方程有限体积格式

研究扭曲网格上扩散方程的九点格式.以经典的九点格式为基础,在通量连续条件下,构造出节点未知量一种新的计算方法,进而得到所希望的格式.分析及数值实验表明,在扭曲网格上,该格式对具有连续或间断扩散系数的问题能够保持较高的精度.     

一维守恒的Lagrangian ADER格式

基于欧拉框架下ADER格式,构造一维守恒只有一个时间步的、高精度中心型拉格朗日ADER(LADER)格式.构造r阶LADER格式包括:从欧拉方程出发推导拉格朗日框架下积分形式的方程、采用WENO方法高精度重构节点处守恒量和从1阶到r-1阶的空间导数、求拉氏框架下这些变量的Godunov值,并计算1阶到r-1阶的时间全导数,最后高精度离散积分形式的流通量函数.对光滑流场的模拟表明,LADER格式达到设计的精度;对含强间断的流场模拟表明,数值解在间断附近基本无振荡.     

多流管网格上九点格式的节点插值方法

多流管方法是二维多介质辐射流体力学数值模拟中一类常用的求解方法,它采用Lagrange-Euler混合型四边形网格,称为多流管网格.通常其网格品质高于一般的四边形网格.在这类网格上,可以利用网格特性对九点扩散格式中的节点插值方法进行改进.本文利用调和平均点和梯度离散构造的方法提出几种节点插值方法.并给出数值实验,说明现...