基于迎风约束传输的理想 MHD 四阶精度有限体积法
天体物理仪器与方法
2018-10-17 v2 数值分析
计算物理
摘要
我们提出了一种求解理想磁流体动力学（MHD）的四阶精度有限体积法。该数值方法将双曲守恒律半离散格式求解中的高阶求积规则与迎风约束传输（UCT）框架相结合，以确保满足磁场的无散度约束。我们引入了一种新颖的 UCT 实现，在二维中使用分段抛物线法（PPM）在单元角点处重建磁场。所得格式可视为当前 Athena 天体物理代码中使用的二阶精度约束传输（CT）Godunov 型格式的推广。在通过一系列流体动力学测试问题验证基础算法后，我们给出了多维 MHD 测试问题的结果，其展示了光滑问题的形式四阶收敛性、不连续问题的鲁棒性，以及相对于二阶格式更高的精度。
引用
@article{arxiv.1711.07439,
title = {A fourth-order accurate finite volume method for ideal MHD via upwind constrained transport},
author = {Kyle Gerard Felker and James Stone},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.07439},
year = {2018}
}
备注
42 pages, 22 figures, accepted for publication in J. Comp. Phys