求解界面问题的扩展杂交间断伽略金方法及其在流体界面问题中的应用

批准号:
11401206
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
22.0 万元
负责人:
汪波
依托单位:
学科分类:
A0504.微分方程数值解
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
王疆兴、董海霞、操超超、徐贞
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中文摘要
本项目研究在一致笛卡尔网格上求解界面问题的一种高效而可靠的扩展杂交间断加略金方法。考虑任意一个存在光滑界面的问题,我们将通过在界面附近引入一个间断函数,进而把原问题转换成一个新的界面问题,使得新问题的界面只是出现在网格单元的边界上。然后采用杂交间断伽略金方法来求解这个新的界面问题,以此保证扩展杂交间断加略金方法的高阶收敛性。在数值计算格式中,通过使数值通量在弱的意义下满足适当的跳跃条件,从而精确地保持解在界面上的间断。此外,杂交间断伽略金方法还可以大大减少离散偏微分方程时所产生的全局自由度数目,保证了扩展杂交间断加略金方法的高效性。本项目首先研究相对简单却具有启发意义的椭圆界面问题,而后再利用扩展杂交间断加略金方法的设计思想构造求解复杂流体界面问题数值方法。
英文摘要
This program is to investigate an efficient and robust extended hybridizable discontinuous Galerkin (XHDG) method for solving interface problems on uniform cartesian mesh. Consider an interface problem with arbitrary smooth interface, we introduce an ansatz function to reformulate the original interface problem into a new one in which the inerface conforms to to the element boundary. Then the HDG method is used to solve the new interface problem for hight order convergence rate. In the numerical scheme, jump condition is imposed weakly on the numerical flux to accurately reserve the discontinuity of the solution. Since HDG method can reduce the number of global freedoms, this idea leads to a high efficient numerical method. We first investigate the basic but valuable elliptic interface problems. Then this idea shall be used to design numerical methods for solving complex fluid interface problems.
本项目研究在一致笛卡尔网格上求解界面问题的一种高效而可靠的扩展杂交间断加略金方法。考虑任意的光滑界面,通过在界面附近引入一个间断函数,进而把原问题转换成一个新的界面问题,使得新问题的界面只是出现在网格单元的边界上。然后基于杂交间断伽略金方法构造了稳定且具有高阶精度的数值计算格式。由于基于间断伽略金方法构造数值格式,并使数值通量在弱的意义下满足跳跃条件,从而高精度地保持解在界面上的间断。本项目完成了扩展杂交间断伽略金方法的构造,并证明了数值格式的稳定性和误差估计。关于这种新方法应用于求解椭圆界面问题的文章已经在国际著名杂志IMA J. Numer. Anal. 上发表。此外,项目组已经在新方法应用于流体界面问题方向做了大量的工作,主要的一些结果正在整理过程当中。通过本项目的研究,为求解多类复杂界面问题提供了一种稳定的高精度数值方法。
期刊论文列表
专著列表
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会议论文列表
专利列表
Seamless integration of global Dirichlet-to-Neumann boundary condition and spectral elements for transformation electromagnetics
无缝集成全局狄利克雷到诺伊曼边界条件和变换电磁学的谱元素
DOI:10.1016/j.cma.2015.12.020
发表时间:2015-05
期刊:Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering
影响因子:7.2
作者:Zhiguo Yang;Li-Lian Wang;Zhijian Rong;Bo Wang;Baile Zhang
通讯作者:Baile Zhang
An unfitted hybridizable discontinuous Galerkin method for the Poisson interface problem and its error analysis.
泊松界面问题的不拟合杂化间断伽辽金方法及其误差分析
DOI:10.1093/imanum/drv071
发表时间:2017
期刊:IMA J. Numer. Anal.
影响因子:--
作者:H. X. Dong;B. Wang;Z. Q. Xie
通讯作者:Z. Q. Xie
Fast centroidal Voronoi Delaunay triangulation for unstructured mesh generation
用于非结构化网格生成的快速质心 Voronoi Delaunay 三角剖分
DOI:10.1016/j.cam.2014.11.035
发表时间:2015-05-15
期刊:JOURNAL OF COMPUTATIONAL AND APPLIED MATHEMATICS
影响因子:2.4
作者:Wang, B.;Khoo, B. C.;Tan, Z. J.
通讯作者:Tan, Z. J.
Solving Maxwell's Equation in Meta-Materials by a CG-DG Method
用 CG-DG 方法求解超材料中的麦克斯韦方程
DOI:10.4208/cicp.scpde14.35s
发表时间:2016-05
期刊:Communications in Computational Physics
影响因子:3.7
作者:Xie Ziqing;Wang Jiangxing;Wang Bo;Chen Chuanmiao
通讯作者:Chen Chuanmiao
单轴各向异性介质中电磁散射问题快速求解算法
- 批准号:12371394
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:43.5万元
- 批准年份:2023
- 负责人:汪波
- 依托单位:
三角形/四面体杂交间断谱元法及其预处理子研究
- 批准号:11771137
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:48.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:汪波
- 依托单位:
Hybridizable间断谱元方法及其在波散射问题中的应用
- 批准号:11341002
- 项目类别:专项基金项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:汪波
- 依托单位:
国内基金
海外基金
