二维高阶加权本质无振荡(WENO)守恒重映算法文献综述

 2022-09-24 16:41:29

文献综述(或调研报告):

在流体力学计算问题中拉格朗日坐标系的方法,由于网格变形,需要将计算网格重新映射到新网格上,即对守恒物理量在网格间进行重新映射,同时保证准确度、无振荡性以及守恒性等。2008年,Cheng和Shu【1】针对一维、二维守恒方程,提出基于ENO格式的守恒重映算法框架,该框架可以拓展到任意阶精度,且由于运用ENO算法,保证了重映过程中物理量的守恒、准确性与无振荡性;同时文章中指出利用将网格细分成三角形网格的方法,简化守恒量重映过程中的计算量,基于此,该方法实现将重映技术拓广到任意网格。在重映过程中,对于由映射物理量计算出的非映射量可能出现的振荡情况,Loubegrave;re和Shashkov在【8】中给出适应的处理方法。对于新旧网格间重叠区域的判断,选用Sutherland和Hodgman【9】中提出的多边形剪裁方法。利用WENO格式进行物理量重映过程中,参考Hu,Shu【7】的方法,给出WENO格式在三角形网格上的运用。

【1】中使用的是ENO格式(Essentially Non-Oscillatory Schemes),它由Harten等人【2】在1986年提出,通过比较待选模板的光滑程度,选择更平滑的模板建立重构格式,对分片光滑函数获得一致高阶精度且基本不振荡的重构。之后十余年Liu,Osher等人【3】对ENO算法选择模板的过程做出改进,增加非线性权的引入,利用备选模板的凸组合得到重构格式,提高离散格式在光滑区域的计算精度,在间断区域与ENO一样具有高分辨率,因此特别适合包含间断解问题的计算。此后,Shu,Jiang【4】提出更有效的WENO格式,通过优化加权因子的计算方法,使得格式具有更好的健壮性与易操作性。到了21世纪,Levy等人【5】将二次多项式与线性多项式进行凸组合得到3阶精度的新型WENO格式,更好地抑制间断处的振荡,模板也更加紧致;与之类似, Zhu和Shu【6】针对稳态问题给出新的WENO格式,也是将高次式与线性多项式进行凸组合得到高阶精度。

[1] J. Cheng, C.-W. Shu, A high order accurate conservative remapping method on staggered meshes, Applied Numerical Mathematics, 2008, 58(7): 1042-1060

[2] A. Harten, B. Engquist, S. Osher and S. Chakravathy, Uniformly high order accurate essentially non-oscillatory schemes, III, Journal of Computational Physics, 1986, 71(2): 231-303

[3] X.-D. Liu, S. Osher, T. Chan, Weighted essentially non-oscillatory schemes, 1994, 115: 200-212

[4] G.-S. Jiang, C.-W. Shu, Efficient implementation of weighted ENO schemes, Journal of Computational Physics, 1996, 126(1): 202-228

[5] D. Levy, G. Puppo, G. Russo, Compact central WENO schemes for multidimensional conservation laws, SIAM Journal on Scientific Computing, 2000, 22(2): 656-672

剩余内容已隐藏,您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容!立即支付

课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。