کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4967291 1449373 2017 43 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
An entropy stable nodal discontinuous Galerkin method for the two dimensional shallow water equations on unstructured curvilinear meshes with discontinuous bathymetry
ترجمه فارسی عنوان
یک روش گالرکین متمم پایدار انتروپی پایدار برای معادلات آب های کم عمق دو بعدی در مشهای منحنی بدون ساختار با باطری متقاطع
ترجمه چکیده
ما یک تقسیم عددی طلایی گالرکین ناپیوسته نزولی دلخواه دلخواه را برای معادلات آبهای کم عمق دو بعدی بدون باهم، احتمالا متناوب، با مشکهای ساختاری، احتمالا منحنی، چهارگانه ای طراحی می کنیم. این طرح از شار یک معادل شبیه فرمول تقسیم معادلات حاصل می شود. ما ثابت می کنیم که این تفکر به طور دقیق توده و حرکت محلی را حفظ می کند. علاوه بر این، در ترکیب با یک تابع شار با استفاده از عددی خاص، روش دقیقا آنتروپی ریاضی را حفظ می کند، که کل انرژی برای معادلات آب کم عمق است. با اضافه کردن یک فرم خاص از انحلال رابط به طرح حفظ آنتروپی پایه، ما یک طرح پایدار آنتروپی قابل اعتماد را ایجاد می کنیم. بدین معنی که طرح عددی به طور غیر قانونی قانون دوم ترمودینامیک را رعایت می کند. در نهایت، با تعریف خاص مبنای مبنای بیتومتری، ما ثابت می کنیم که تقریب عددی صحیح است. ما نمونه های عددی را که نتایج نظری را تایید می کنند ارائه می دهیم و علاوه بر این برنامه کاربردی را برای شکستن جزئی یک مساله آزمایش سد منحنی ارائه می دهیم.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
چکیده انگلیسی
We design an arbitrary high-order accurate nodal discontinuous Galerkin spectral element approximation for the non-linear two dimensional shallow water equations with non-constant, possibly discontinuous, bathymetry on unstructured, possibly curved, quadrilateral meshes. The scheme is derived from an equivalent flux differencing formulation of the split form of the equations. We prove that this discretization exactly preserves the local mass and momentum. Furthermore, combined with a special numerical interface flux function, the method exactly preserves the mathematical entropy, which is the total energy for the shallow water equations. By adding a specific form of interface dissipation to the baseline entropy conserving scheme we create a provably entropy stable scheme. That is, the numerical scheme discretely satisfies the second law of thermodynamics. Finally, with a particular discretization of the bathymetry source term we prove that the numerical approximation is well-balanced. We provide numerical examples that verify the theoretical findings and furthermore provide an application of the scheme for a partial break of a curved dam test problem.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Computational Physics - Volume 340, 1 July 2017, Pages 200-242
نویسندگان
, , , ,