RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Вычислительные методы и программирование // Архив

Выч. мет. программирование, 2021, том 22, выпуск 1, страницы 67–76 (Mi vmp1027)

Методы и алгоритмы вычислительной математики и их приложения

Схема КАБАРЕ с улучшенными дисперсионными свойствами для систем линейных дифференциальных уравнений гиперболического типа

Н. А. Афанасьевa, В. М. Головизнинa, А. В. Соловьевb

a Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики
b Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН, г. Москва

Аннотация: Предложен балансно-характеристический метод решения систем линейных дифференциальных уравнений в частных производных гиперболического типа, обладающий четвертым порядком аппроксимации на равномерных сетках и вторым порядком и улучшенными дисперсионными свойствами на неравномерных сетках. Метод основан на известной схеме КАБАРЕ, балансные фазы которой модифицированы путем добавления антидисперсионных членов особого вида. Ранее метод, обладающий схожими свойствами, предлагался только для простейшего одномерного линейного уравнения переноса. Приведенная модификация схемы позволяет улучшить дисперсионные свойства переноса сразу всех инвариантов Римана рассматриваемой системы уравнений. Схема бездиссипативна при отключенных процедурах монотонизации и устойчива при числах Куранта $CFL \le 1$. Точность метода и его порядок сходимости продемонстрированы на серии расчетов задачи о переносе волны, промодулированной гауссианом, на последовательности сгущающихся сеток. Предложенный метод планируется использовать в качестве основы для построения схемы КАБАРЕ с улучшенными дисперсионными свойствами для систем нелинейных дифференциальных уравнений.

Ключевые слова: балансно-характирестические методы; схема КАБАРЕ; вычислительная гидродинамика (CFD); схемы высокого порядка точности; уравнения гиперболического типа.

УДК: 519.6

Поступила в редакцию: 20.12.2020

DOI: 10.26089/NumMet.v22r105



© МИАН, 2024