Süreksiz Galerkin şemalarında CFL durumu


9

Türünün korunma yasalarının doğrusal sistemlerinin çözümlenmesi için bir ADER-Süreksiz Galerkin şeması uyguladım tU+AxU+ByU=0ve CFL durumunun çok kısıtlayıcı olduğunu gözlemledi. Kaynakçada, zaman adımı için bir üst sınırΔthd(2N+1)λmax nerede bulunabilir h hücre boyutu, d boyutların sayısı ve N polinomların maksimum derecesi.

Bu sorunu aşmanın bir yolu var mı? WENO-ADER Sonlu hacim şemalarıyla çalışıyordum ve CFL kısıtlamaları çok daha rahatlamıştı. Örneğin, beşinci bir sipariş şeması için DG kullanılırken 0,04'ten daha düşük bir CFL uygulanmalıdır; yine de bir WENO-ADER FV şemasında CFL = 0,4 kullanılabilir.

Neden ADER-FV yerine DG şemalarını, örneğin, hesaplamalı aeroakustiklerde (doğrusallaştırılmış Euler denklemleri) veya benzer uygulamalarda (gaz dinamiği, sığ su, manyetohidrodinamik) kullanıyorsunuz? Programın toplam hesaplama maliyeti, çok daha düşük zaman aşamasına rağmen ADER-FV'nin maliyetine benzer mi?

Düşünce ve öneriler için bekliyoruz.

Yanıtlar:


6

DG şemalarının kısıtlayıcı CFL'si tipik olarak yüksek dereceli doğruluk ve kompakt bir şablon kombinasyonundan gelir ( örneğin bu referansa bakın ). CFL, varyasyonel formunL2polinomların türevi ve izlerine bağlı olan çözeltinin normu. Bu miktarların her biri için sınırlar (Bernstein veya Markov kardeş eşitsizlikleri ve ayrık iz eşitsizlikleri kullanılarak),h ve kuadratik olarak sipariş üzerine Ntoplam CFL ile sonuçlanır. O(h/N2).

FYI - Daha önce bahsettiğiniz CFL'yi gördüm, ancak kanıtlandığı yeri hatırlayamıyorum. Karesel bağımlılığı nasıl önlediklerini bilmek istiyorumN onların sınırında.

Sonlu farklar ve WENO şemaları (ve ayrıca periyodik ağlardaki B-spline bazlı sonlu elemanlar yöntemleri) daha gevşek CFL koşullarına sahiptir, çünkü analog sınırlardaki sabitler N. Bu sırayla çünkü şablon boyutu siparişle artarNBu da bu sorunların bazılarını azaltır.

DG yöntemleri daha pahalıdır, ancak yapılandırılmamış ağlarla kolayca başa çıkabilir ve verimli bir şekilde uygulanabilir. Yapılandırılmamış ızgaralar için WENO'nun (veya benzer rekonstrüksiyonların) yüksek dereceli versiyonları vardır, ancak bunlar ek matematiksel veya uygulamasal komplikasyonlar getirebilir.


Ayrıntılı cevabınız için çok teşekkür ederim Jesse, bana bu konuda daha geniş bir görüş sağladı. DG-ADER ile yapılan sayısal denemelerimde, yapılandırılmış dörtgen ağlar kullanıldığında (keyfi dörtgen şeklinde, örneğin kareler, yamuklar veya paralelkenarlar ...), kesin çözümün salınımlı ve kesin çözüme yakınsak olduğunu fark ettim. ancak, yapılandırılmamış ağlara taşınırken, yapılandırılmış ağın düğümlerinin rastgele küçük bir mesafeye yerleştirilmesiyle oluşturulan, yarı yapılandırılmış ağlar için bile salınımlar ortaya çıkar. Bu beklenen bir davranış mı?
Adr

1
@Adrian - Düzgün kafeslerden uzaklaştığınızda salınımların ortaya çıkması oldukça yaygındır. Genel ağları kullandığınızda, ağ boyutu ile tam olarak ne demek istediğiniz artık net değildir.h. Hücre çapı, en kısa kenarın uzunluğu, alanın kare kökü (2d cinsinden) veya bir "ağ boyutu" tanımlamanın başka bir yolu olabilir.
Wolfgang Bangerth

Açıklamalar Wolfgang için teşekkürler. Şimdiye kadar,hen kısa kenarın uzunluğu olarak. Ama yine de, formül tarafından verilen CFL'den bir veya daha fazla CFL sırasını azaltmak bile, hala salınımlıdır.
Adr
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.