کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6380532 1625615 2016 35 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A central-upwind scheme with artificial viscosity for shallow-water flows in channels
ترجمه فارسی عنوان
یک طرح متقاطع عقب با ویسکوزیته مصنوعی برای کم عمق آب در کانال ها
کلمات کلیدی
سیستم های هیپربولیک قوانین حفاظت و تعادل، طرح های نیمه دیجیتال مرکزی تا عقب، معادلات آب شیرین، کانال های هندسی نامنظم،
ترجمه چکیده
ما یک طرح جدید تاخیری نیمه دیجیتالی با وضوح بالا با ویسکوزیته مصنوعی برای جریان کم عمق آب در کانال ها با هندسه دلخواه و توپوگرافی متغیر ایجاد می کنیم. ویسکوزیته مصنوعی، به عنوان جایگزینی برای محدود کننده های غیر خطی پیشنهاد می شود، به ما امکان می دهد تا از تجربیات با وضوح بالا با هزینه کم محاسبات استفاده کنیم. این طرح حالت های پایدار در حالت استراحت را تشخیص می دهد زمانی که یک تعادل ظریف بین اصطلاحات منبع و شیب شار اتفاق می افتد. این تعادل در هندسه های نامنظم پیچیده تر از آن است که در کانال های با دیوارهای عمودی اتفاق می افتد. یک روش مناسب با توجه به اثرات ناشی از هندسه به درستی در نظر گرفته شده است. با توجه به مشارکت ویسکوزیته مصنوعی و محدود کردن گام زمانی مناسب، این طرح مثبت بودن عمق آب را حفظ می کند. شرح طرح پیشنهادی، خواص اصلی آن و همچنین اثبات تعادل و مثبت بودن طرح ارائه شده است. آزمایش های عددی ما ثبات، تعادل، خواص حفظ مثبت و وضوح بالا روش پیشنهادی را تایید می کند. مقایسه راه حل های عددی که با طرح پیشنهاد شده و داده های آزمایشی به دست آمده است، نشان می دهد که توافق خوب است. این طرح را می توان به جریان کم عمق آب در کانال های هندسی پیچیده و توپوگرافی متغیر بستر اعمال کرد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه علوم زمین و سیارات فرآیندهای سطح زمین
پیش نمایش مقاله
یک طرح متقاطع عقب با ویسکوزیته مصنوعی برای کم عمق آب در کانال ها
چکیده انگلیسی
We develop a new high-resolution, non-oscillatory semi-discrete central-upwind scheme with artificial viscosity for shallow-water flows in channels with arbitrary geometry and variable topography. The artificial viscosity, proposed as an alternative to nonlinear limiters, allows us to use high-resolution reconstructions at a low computational cost. The scheme recognizes steady states at rest when a delicate balance between the source terms and flux gradients occurs. This balance in irregular geometries is more complex than that taking place in channels with vertical walls. A suitable technique is applied by properly taking into account the effects induced by the geometry. Incorporating the contributions of the artificial viscosity and an appropriate time step restriction, the scheme preserves the positivity of the water's depth. A description of the proposed scheme, its main properties as well as the proofs of well-balance and the positivity of the scheme are provided. Our numerical experiments confirm stability, well-balance, positivity-preserving properties and high resolution of the proposed method. Comparisons of numerical solutions obtained with the proposed scheme and experimental data are conducted, showing a good agreement. This scheme can be applied to shallow-water flows in channels with complex geometry and variable bed topography.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Advances in Water Resources - Volume 96, October 2016, Pages 323-338
نویسندگان
, ,