浓度对流扩散方程高精度并行格式的构造及其应用
[Abstract]:Convection-diffusion equations play an important role in the field of environment, such as the distribution of pollutants in rivers and atmosphere, which can be described by convection-diffusion equations. Therefore, it is of great significance to study the solution of convection-diffusion equations. At present, the finite difference method is one of the most important numerical methods in the process of solving the convection-diffusion equation. However, the stability of explicit schemes in this method is limited, and implicit schemes are difficult to parallel because they need to solve large linear equations. In recent years, with the rapid development of high-performance computers and the rapid development of parallel algorithms, researchers at home and abroad have made a lot of research results. For example, Evans and Zhang Baolin proposed a series of parallel algorithms for diffusion equation and convection diffusion equation. However, some of the parallel algorithms have low accuracy, so it is necessary to construct high precision parallel algorithms to improve the speed and accuracy of computation. On the basis of implicit scheme, this paper constructs a new parallel algorithm for one-dimensional convection-diffusion equation of concentration and two-dimensional convection-diffusion equation of concentration, and applies the high-precision parallel algorithm of two-dimensional concentration diffusion equation to the practical problem of environment. In the second chapter of this paper, a new class of second-order precision implicit parallel schemes is constructed for the one-dimensional, two-dimensional, one-dimensional, two-dimensional convection-diffusion equations of concentration. The calculation results are analyzed and the validity of the scheme is verified. In the third chapter of this paper, a new high-order precision parallel scheme is constructed for the one-dimensional concentration diffusion equation, the one-dimensional concentration convection-diffusion equation and the two-dimensional concentration diffusion equation. By comparing the numerical solution with the exact solution, it is found that the curves of the two solutions are in perfect agreement with each other, and the calculation accuracy is obviously higher than that of the second-order precision implicit parallel scheme, which proves the validity of the scheme. In the fourth chapter of this paper, based on the high precision parallel scheme of two-dimensional concentration diffusion equation, the diffusion process of aquaculture pond after disinfectant is studied, and the total diffusion time is considered synthetically. And the total amount of disinfectants needed to get a more reasonable way of delivery. Thus, to provide a certain reference for pond culture.
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O241.82
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,本文编号:2359057
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