کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4967461 1449369 2017 28 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A vertex-centered and positivity-preserving scheme for anisotropic diffusion problems on arbitrary polygonal grids
ترجمه فارسی عنوان
یک طرح رأس محور و مثبت برای مسائل نفوذ ناهمسانگرد در شبکه های چند ضلعی دلخواه
ترجمه چکیده
ما پیشنهاد می کنیم یک طرح حجم محدود جدید حفظ مثبت برای مشکلات غیرضروری در شبکه چند ضلعی دلخواه ارائه دهیم. این طرح دارای اطلاعات ناشناخته با محورهای رأس، لبه وسط و سلول محور است. ناشناخته های ریشه محور اولیه هستند و معادلات حجمی محدودی در آنها وجود دارد. ناشناخته های لبه وسط و سلول محور به عنوان بخش های کمکی رفتار می شوند و توسط ناشناخته های اولیه تعبیه می شوند، که باعث می شود طرح نهایی یک محور خالص محض باشد. بر خلاف بسیاری از طرح های حفظ مثبت موجود، ساخت طرح براساس یک تقارن شونده دو لای غیر خطی ویژه ای است که دارای یک استنسیل ثابت است و نیازی به تجزیه محدب عادی ندارد. برای حل موثر سیستم های غیر خطی ناشی از طرح غیر خطی، روش پیکارد و شتاب اندرسون آن مورد بحث قرار گرفته است. آزمایش های عددی نشان می دهد دقت مرتبه دوم و مثبت بودن راه حل برای مشکلات ناهمگن و غیر انسودروپیک در شبکه های شدید تحریف شده است. راندمان بالا شتاب اندرسون نیز بر کاهش تعداد تکرارهای غیر خطی نشان داده شده است. علاوه بر این، طرح پیشنهادی به معنی مسئله گرمایی عددی نیست که اکثر شیوع سلول های مرکزی و ترکیبی را تحت تأثیر قرار داده است. اگرچه راه حل بسیار نزدیک به دقت دستگاه است و اعوجاج مش بسیار شدید است، باید پیشرفت های بیشتری انجام شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
چکیده انگلیسی
We suggest a new positivity-preserving finite volume scheme for anisotropic diffusion problems on arbitrary polygonal grids. The scheme has vertex-centered, edge-midpoint and cell-centered unknowns. The vertex-centered unknowns are primary and have finite volume equations associated with them. The edge-midpoint and cell-centered unknowns are treated as auxiliary ones and are interpolated by the primary unknowns, which makes the final scheme a pure vertex-centered one. Unlike most existing positivity-preserving schemes, the construction of the scheme is based on a special nonlinear two-point flux approximation that has a fixed stencil and does not require the convex decomposition of the co-normal. In order to solve efficiently the nonlinear systems resulting from the nonlinear scheme, Picard method and its Anderson acceleration are discussed. Numerical experiments demonstrate the second-order accuracy and well positivity of the solution for heterogeneous and anisotropic problems on severely distorted grids. The high efficiency of the Anderson acceleration is also shown on reduction of the number of nonlinear iterations. Moreover, the proposed scheme does not have the so-called numerical heat-barrier issue suffered by most existing cell-centered and hybrid schemes. However, further improvements have to be made if the solution is very close to the machine precision and the mesh distortion is very severe.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Computational Physics - Volume 344, 1 September 2017, Pages 419-436
نویسندگان
, , ,