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一种用于双曲守恒律的自适应加权本质无振荡 WENO-$\theta$ 新格式

数值分析 2015-04-06 v1

摘要

提出了一种基于有限差分的新的自适应加权本质无振荡 WENO-θ\theta 格式。根据数值通量重构中所用大模板的光滑性,参数 θ\theta 被自适应地设定,以在五阶迎风格式和六阶中心离散格式之间切换。基于重构多项式在 L2L^2 意义下可能的最高阶变分,设计了两个候选指标,从中选取一个新的衡量大模板光滑性的指标 τθ\tau^{\theta}。此外,引入了一组关于子模板的新的光滑性指标 β~k\tilde{\beta}_k。这些指标是围绕点 xjx_{j} 的泰勒展开以中心方式构造的。数值结果表明,新格式结合了五阶迎风格式(例如 WENO-JS ([Jiang and Shu, JCP 126 (1996)])、WENO-Z ([Borges et al., JCP 227 (2008)]))和六阶中心格式(例如 WENO-NW6 ([Yamaleev and Carpenter, JCP 228 (2009)])、WENO-CU6 ([Hu el al., JCP 229 (2010)]))两者的优良特性。特别地,新格式比五阶格式能更好地捕捉间断并分辨小尺度结构;克服了在近某些临界区域精度损失的问题,并能够保持对称性,而这些正是六阶格式中发现的缺陷。

关键词

引用

@article{arxiv.1504.00731,
  title  = {A New Adaptive Weighted Essentially Non-Oscillatory WENO-$\theta$ Scheme for Hyperbolic Conservation Laws},
  author = {Chang-Yeol Jung and Thien Binh Nguyen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1504.00731},
  year   = {2015}
}

备注

- 34 pages, 18 figures - presented in SIAM CSE15, Mar. 14-18, 2015, The Calving L. Rampton Salt Lake Palace, Salt Lake City, Utah, http://www.siam.org/meetings/cse15/ - presented in The 9th IMACS International Conference on Nonlinear Evolution Equations and Wave Phenomena: Computation and Theory, Apr. 1-4, 2015, University of Georgia, Athens, GA, http://waves2015.uga.edu/