间断Galerkin有限元方法在超音速流动中的数值计算研究

发布时间：2024-03-31 17:52

　　间断Galerkin有限元方法因具有可以方便的构造高阶精度的显式半离散数值格式以及对一般非规则网格更强的适应性等优势,逐渐成为计算流体力学中的一个重要的数值模拟方法。在使用间断Galerkin有限元方法的计算过程中,需要构造相应的积分表达式作为数值求解的出发点,继而会引入体积分和面积分。对于这些积分项的值,一般需要通过数值积分的方法获得。当需要使用高阶间断Galerkin有限元方法时,数值积分计算精度的要求会相应地增加,其所需的计算量将变得很大,而数值积分的计算量又在很大程度上决定了间断Galerkin有限元方法的计算效率。本文推导了一维、二维守恒律及高阶方程建立DG方法的强解及弱解积分表达式的过程,并针对数值积分所需计算量很大这一问题,重点说明了通过建立Lagrange插值多项式基函数和Jacobi正交多项式基函数的一定关系,构造了一种无数值积分的间断Galerkin有限元方法显式半离散格式,并通过直接数值模拟验证了该格式处理一维、二维线性和非线性问题以及含有高阶空间导数问题的有效性。该方法不再需要通过数值积分来计算每个单元的积分项,而且有效地达到了间断Galerkin有限元方法的高...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3-1波动方程数值解与精确解的比较，图(a)选取N1，K8，图

精度-4.92214.98174.9527为了更形象的观察该格式的两种不同的收敛方式，图3-1给出了N1，K8和K32时的数值解与精确解的比较，图3-2则是K8，N1及N4时所得结果。两幅图中，实线均代表数值解，虚线表示精确....

图3-2波动方程数值解与精确解的比较，图(a)选取，，图(b)选取N4，K8

图3-1波动方程数值解与精确解的比较，图(a)选取N1，K8，图(b)选取，K32Figure3-1Comparisonofnumericalsolutionandexactsolutionofwaveequation,fi....

图3-3N1，K16时，波动方程数值解与精确解的比较，图(a)为使用中心通量，图

图3-3N1，K16时，波动方程数值解与精确解的比较，图(a)为使用中心通量，图(b)为使用迎风通量Figure3-3Comparisonofnumericalsolutionandexactsolutionwhen,,figure....

图3-4图(a)为过滤前的数值结果，图(b)为过滤后的数值结果

图3-4图(a)为过滤前的数值结果，图(b)为过滤后的数值结果Figure3-4Figure(a)showsthenumericalresultsbeforeusingthefilter,figure(b)showsthenumerica....

本文编号：3944299