【摘 要】
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本文研究求解双曲守恒律方程的一类简单高效的方法——基于矩的有限体积杂交中心HWENO(Hermite Weighted Essentially Non-oscillatory)格式,并将其与原中心HWENO格式作比较
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本文研究求解双曲守恒律方程的一类简单高效的方法——基于矩的有限体积杂交中心HWENO(Hermite Weighted Essentially Non-oscillatory)格式,并将其与原中心HWENO格式作比较。杂交中心HWENO格式在空间离散方面将中心HWENO格式与高阶线性重构杂交,通过坏单元指示子寻找方程的解的间断区域,在间断区域采用复杂的HWENO重构(利用零阶矩和一阶矩),在光滑区域采用简单的高阶线性重构;在时间离散方面采用NCE-RK(the natural continuous extension of Runge-Kutta)方法。对于方程组问题,杂交中心HWENO格式还可以减少局部特征分解的计算。杂交中心HWENO格式能够有效地结合中心HWENO格式和简单线性重构的优点,极大地提高计算效率。杂交中心HWENO格式成功的关键在于准确地判断出解的间断区域,坏单元指示子能够很好地应用于识别间断区域,并将其标记为坏单元。本文比较采用九种常用的坏单元指示子的杂交中心HWENO格式在一维方程组问题中的计算结果,找到了对有限体积的基于矩的杂交中心HWENO格式而言较有用的坏单元指示子,并将之应用于求解二维问题,研究二维情形下的精度及提高计算效率的效果。杂交的思想可以完美地应用于基于矩的有限体积杂交中心HWENO格式。杂交中心HWENO格式可以在光滑处满足高精度,在间断处具有本质无振荡和高分辨率性质,并提高计算效率。在光滑问题的精度测试中,杂交中心HWENO格式的误差比原中心HWENO格式更小。同时,MR、TVB-3、XS指示子是不同问题下都表现较好的坏单元指示子。总体而言,对于不同的问题,杂交中心HWENO格式是可靠的,并能行之有效地提高计算效率,并且坏单元百分比会随着空间网格的不断加密不断减少。
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