Ray Effect Mitigation for the Discrete Ordinates Method Using Artificial Scattering
Ray Effect Mitigation for the Discrete Ordinates Method Using Artificial Scattering
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使用人工散射的离散坐标法的射线效应缓解
DOI：
10.1080/00295639.2020.1730665
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发表时间：
2020
影响因子：
1.2
通讯作者：
Hauck, Cory D.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Frank, Martin;Kusch, Jonas;Camminady, Thomas;Hauck, Cory D.
用离散纵坐标法(S)求解辐射传递方程时，在解上留下了所选正交集的非物理印记。为了减少这些所谓的射线效应，我们提出了一种改进的S方法，我们称之为人工散射S(AS-S)。该方法增加了一个人工前向峰值散射算子，该算子对解产生角扩散，从而减轻了射线的影响。类似于用于空间离散的人工粘性，当纵坐标数接近无穷大时，附加项消失。我们的方法允许根据标准Ssolver技术有效地实现显式和隐式时间积分。对于两个测试案例，我们证明了与标准S方法相比，AS-S方法在显式和隐式计算中的误差都有显著的减少。此外，我们还证明，由于坐标数目的减少，可以用更少的内存来达到规定的数值精度。
Solving the radiative transfer equation with the discrete ordinates (S) method leads to a nonphysical imprint of the chosen quadrature set on the solution. To mitigate these so-called ray effects, we propose a modification of the Smethod that we call artificial scattering S(as-S). The method adds an artificial forward-peaked scattering operator that generates angular diffusion to the solution and thereby mitigates ray effects. Similar to artificial viscosity for spatial discretizations, the additional term vanishes as the number of ordinates approaches infinity. Our method allows an efficient implementation of explicit and implicit time integration according to standard Ssolver technology. For two test cases, we demonstrate a significant reduction of error for the as-Smethod when compared to the standard Smethod, both for explicit and implicit computations. Furthermore, we show that a prescribed numerical precision can be reached with less memory due to the reduction in the number of ordinates.
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