温度场影响下浅水流模型的有限差分WENO格式
本文选题:Ripa模型 切入点:有限差分WENO格式 出处:《青岛大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:Ripa模型是在浅水波方程的基础上增加了水面温度梯度,由于水体底部不平而带有几何源项,属于双曲平衡律方程。值得注意的是Ripa模型保持定常解,即流通量梯度非零且与源项保持精确平衡。针对源项的标准的数值处理无法保持定常解,容易导致伪振荡,即使采用网格加细策略也无法消除振荡。能够在离散状态下保持定常解的数值格式被称作well-balanced格式。本论文中,针对Ripa模型我们通过将源项进行特殊分裂以及设计高阶线性有限差分算子来逼近流通量梯度以及源项中的导数,建立高阶well-balanced有限差分WENO格式。严格的理论分析以及广泛的数值结果都表明该格式保持well-balanced性质。此外,一维、二维数值结果还显示格式具有高阶精度,同时针对间断解拥有高分辨率。
[Abstract]:The Ripa model is a hyperbolic equilibrium law equation, which increases the temperature gradient of the water surface on the basis of the shallow water wave equation. Due to the uneven bottom of the water body, it belongs to the hyperbolic equilibrium law equation. It is worth noting that the Ripa model maintains a steady solution. That is, the flux gradient is non-zero and keeps an accurate balance with the source term. The standard numerical treatment of the source term can not maintain a steady solution, which can easily lead to pseudo oscillation. Even the mesh refinement strategy can not eliminate the oscillation. The numerical scheme, which can keep the steady solution in discrete state, is called well-balanced scheme. For the Ripa model, we approach the flux gradient and the derivative of the source term by splitting the source term and designing a higher-order linear finite-difference operator. The high order well-balanced finite difference WENO scheme is established. Strict theoretical analysis and extensive numerical results show that the scheme preserves the well-balanced property. In addition, one and two dimensional numerical results also show that the scheme has higher order accuracy. At the same time, the discontinuous solution has high resolution.
【学位授予单位】:青岛大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O241.8
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 王志亮,周哲玮;AN IMPROVED LEVEL-SET RE-INITIALIZATION SOLVER[J];Applied Mathematics and Mechanics(English Edition);2004年10期
2 ;Multiresolution Scheme Based on WENO[J];非线性科学与数值模拟通讯;1997年03期
3 ;On the Positivity of Linear Weights in WENO Approximations[J];Acta Mathematicae Applicatae Sinica(English Series);2009年03期
4 ;A NUMERICAL STUDY FOR THE PERFORMANCE OF THE WENO SCHEMES BASED ON DIFFERENT NUMERICAL FLUXES FOR THE SHALLOW WATER EQUATIONS[J];Journal of Computational Mathematics;2010年06期
5 康磊;李椿萱;;一种基于WENO的无通量分裂低耗散格式[J];中国科学:技术科学;2011年04期
6 张瑗;李寿佛;刘玉珍;屈小妹;杨水平;;高阶FD-WENO格式用于Richtmyer-Meshkov不稳定性数值模拟[J];系统仿真学报;2007年18期
7 武从海;赵宁;;基于新光滑因子的WENO5格式[J];计算数学;2011年03期
8 ;NUMERICAL BOUNDARY CONDITIONS FOR THE FAST SWEEPING HIGH ORDER WENO METHODS FOR SOLVING THE EIKONAL EQUATION[J];Journal of Computational Mathematics;2008年03期
9 ;DEVELOPMENT AND APPLICATIONS OF WENO SCHEMES IN CONTINUUM PHYSICS[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronau;2001年S1期
10 王超;吴颂平;;一种适用于热流计算的改进WENO格式[J];航空动力学报;2012年11期
相关会议论文 前10条
1 ;A Hybrid Compact-WENO Scheme for Solving Hyperbolic Conservation Laws[A];第四届《海峡两岸计算流体力学学术研讨会》论文集[C];2003年
2 侯中喜;易仕和;王承尧;;高阶、高分辨率WENO格式改进与应用[A];第十届全国激波与激波管学术讨论会论文集[C];2002年
3 ;A DGBGK Scheme Based on WENO Limiters\\for Viscous and Inviscid Flows[A];第五届全国青年计算物理学术交流会论文摘要[C];2008年
4 侯中喜;梁剑寒;王承尧;;高阶WENO格式的分区并行计算[A];第十届全国计算流体力学会议论文集[C];2000年
5 李源;罗喜胜;;WENO格式求解IMHD方程组[A];高超声速专题研讨会暨第五届全国高超声速科学技术会议论文集[C];2012年
6 李源;罗喜胜;;WENO格式求解IMHD方程组[A];第七届全国流体力学学术会议论文摘要集[C];2012年
7 李明军;曹利振;王向阳;;物理摄动算法及高智WENO格式的高精度重构[A];第十六届全国流体力学数值方法研讨会2013论文集[C];2013年
8 王成;董新庄;宁建国;;基于高精度WENO差分格式的AMR方法[A];第五届全国计算爆炸力学会议论文摘要[C];2012年
9 王成;董新庄;宁建国;;基于高精度WENO差分格式的AMR方法[A];第十五届全国激波与激波管学术会议论文集(下册)[C];2012年
10 王成;毕ng;韩文虎;;三维有限差分WENO格式的保正性在气相爆轰中的应用[A];北京力学会第19届学术年会论文集[C];2013年
相关博士学位论文 前9条
1 黄聪;加映射的WENO方法和全局自适应网格方法[D];武汉大学;2014年
2 李刚;基于多种指示子的杂交WENO格式[D];南京大学;2011年
3 张瑞;有限体积WENO格式及其应用[D];中国科学技术大学;2010年
4 刘元元;WENO方法的研究及其在对流扩散方程中的应用[D];中国科学技术大学;2012年
5 蒋琰;有限差分WENO格式另一种公式的研究和随机游走模型的数值模拟[D];中国科学技术大学;2015年
6 武从海;流体力学高精度高分辨率差分格式的研究[D];南京航空航天大学;2012年
7 张瑗;多介质可压缩大变形流体及辐射热传导数值模拟研究[D];湘潭大学;2007年
8 吕桂霞;抛物方程有限差分并行算法理论[D];吉林大学;2004年
9 胡平;探地雷达数值模拟技术的应用研究[D];中国地质大学(北京);2005年
相关硕士学位论文 前10条
1 韩笑;温度场影响下浅水流模型的有限差分WENO格式[D];青岛大学;2017年
2 李游;一种求解可压流体的基于WENO方法的格子玻尔兹曼通量求解器[D];湘潭大学;2016年
3 刘朝阳;高精度WENO格式的发展及其在超声速流动与燃烧中的应用[D];国防科学技术大学;2014年
4 王臻臻;血液模型的有限差分WENO格式[D];青岛大学;2017年
5 李文成;高阶WENO格式的研究与应用[D];西北工业大学;2004年
6 叶飒;高精度FV-WENO格式在辐射流体数值模拟研究中的若干应用[D];湘潭大学;2012年
7 王向阳;数值摄动高精度WENO格式的构造及应用[D];湘潭大学;2012年
8 张会宝;对WENO格式中映射权函数的改进[D];哈尔滨工业大学;2012年
9 李青蕊;高阶FV-WENO格式数值模拟基于抛物化Navier-Stokes方程的异重流[D];湘潭大学;2010年
10 胡素珍;高阶有限体积WENO格式在高密度比Rayleigh-Taylor不稳定性问题中的应用[D];湘潭大学;2011年
,本文编号:1617168
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/yysx/1617168.html