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面向欧拉系统拥堵约束的渐近保持与能量稳定格式化方案

数值分析 2024-06-21 v1 数值分析

摘要

本文设计并分析了一种渐近保持(AP)、半隐式有限体积格式,用于处理带拥堵约束的压缩可测欧拉系统。拥堵压力规律施加了形式为 0ϱ<10\leq \varrho <1 的最大密度约束,而该缩放引入了一个小参数 ε\varepsilon 以控制密度约束的刚度。当 ε0\varepsilon\to 0 时,压缩系统的解收敛至所谓的自由拥堵欧拉方程的解,这些方程耦合了可压缩与不可压缩动力学。我们证明所提出的格式具有正性保持和能量稳定性。此外,我们还表明数值密度满足离散约束的变种。通过大量数值案例研究,我们验证了该格式的有效性,证明该格式能够在极限 regime 中捕捉两种动力学,从而证明了 AP 属性。

关键词

引用

@article{arxiv.2406.14168,
  title  = {An Asymptotic Preserving and Energy Stable Scheme for the Euler System with Congestion Constraint},
  author = {K. R. Arun and Amogh Krishnamurthy and Harihara Maharana},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.14168},
  year   = {2024}
}