کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8902177 1631958 2018 24 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A phenomenon of artificial odd-even grid oscillation and its presence in domain decomposition computation: Algebraic analysis and numerical illustration
ترجمه فارسی عنوان
یک پدیده نوسان الکتریکی عجیب و غریب مصنوعی و حضور آن در محاسبه تجزیه دامنه: تجزیه و تحلیل جبری و تصویر عددی
کلمات کلیدی
تفاوت مرکزی، عجیب و غریب حتی نوسان الکتریکی، حالت دوگانه، شرایط مرزی غیر متقابل، تجزیه دامنه، جریان سیالات،
ترجمه چکیده
نوسان شبکهای عجیب و غریب یک معماری است که اغلب در راه حل های عددی برای معادلات دیفرانسیل دیده می شود، زمانی که آنها با اختلاف مرکزی اختلاف پیدا می کنند و یک مسئله مهم در پیروی شبیه سازی پویایی های مختلف فیزیکی است. اگر چه چنین نوسان هایی موضوع کلاسیک بوده است، توضیحات مستقیم و کامل درباره شروع و رفتار آن وجود ندارد. از یک زاویه متفاوت از آنهایی که در ادبیات هستند، این مقاله به موضوع بازنگری می کند و تحلیل آن را در رابطه با عددی بر روی نوسان در مشکلات مدل، ارائه معیارها و توضیح دقیق، اما مستقیم و ساده برای حضور و رفتار آن انجام می دهد. دو نوع نوسان الکتریکی عجیب و غریب شناسایی می شوند؛ یکی از الگوهای دوبعدی در راه حل های عددی می آید، و سایر نتایج ناشی از شرایط مرزی است. اولین نوع نوسانات با فاصله شبکه خرد می شود، در حالی که دومین تمایل دارد بدون توجه به اندازه آن باقی بماند. به عنوان یک نتیجه از حضور آنها در راه حل های تک دامنه، دو نوع نوسانات نیز در محاسبه با تجزیه دامنه رخ می دهد، و علاوه بر این با الگوریتم های تجزیه تغییر می کنند. تجزیه و تحلیل های بیشتر نشان می دهد که نوسانات به ارث برده شده در مشکلات مدل نیز منجر به شکل های زیگزاگ در راه حل برای پیچیده تر مشکلات غیر خطی جریان زمانی که آنها در یک دامنه یا دو زیر دامنه حل می شود. پیش بینی شده است که درک واکنشهای جعلی به دست آمده در این تحقیق، توسعه روش های کنترل و حذف آن را روشن می کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه ریاضیات ریاضیات کاربردی
چکیده انگلیسی
Odd-even grid oscillation is an artifact frequently observed in numerical solutions for differential equations when they are discretized by central difference, and it is a critical issue in pursuing high-fidelity simulation of various physical phenomena. Although such oscillation has been a classic topic, there is lack of a direct, complete explanation on its onset and behaviors. From an angle different from those in literature, this paper revisits the topic, and it makes a systematic analysis in conjunction with numerical illustration on the oscillation in model problems, presenting criteria and a rigorous but direct and plain explanation on its presence and behaviors. Two types of odd-even grid oscillation are identified; one comes from dual-mode patterns in numerical solutions, and the other results from inconsistency of boundary conditions. The first type of the oscillation decays with grid spacing, while the second one tends to remain regardless of its size. As a consequence of their presence in single-domain solutions, the two kinds of fluctuation also occur in computation by domain decomposition, and additionally they are altered by algorithms of the decomposition. Further analysis demonstrates that the fluctuation inherited in the model problems also leads to zig-zag forms in solutions for more complicated nonlinear flow problems when they are solved either in a single domain or two subdomains. It is anticipated that understanding of the spurious oscillation obtained in this study will shed light on development of methods for its control and removal.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Computational and Applied Mathematics - Volume 333, 1 May 2018, Pages 404-427
نویسندگان
, , ,