CFD高精度格式的分類方法?

時間 2021-05-31 19:26:35

1樓:

欲速則不達,一上來就盯著氾濫的高階格式和各種字母縮寫是沒有用的。

要理解高精度格式,首先要對偏微分方程的基本分類和數值方法有比較基礎的認識。比如hyperbolic和parabolic的特點和區別,FDM, FEM, FVM的基本概念,分析手段,和最自然的低階實現手段。針對流體問題 (hyperbolic conservation law),還要對數值通量和黎曼求解器有基本的認識(toro的書不必過細地看,挑一兩種簡單的深入理解就好了)。

在這基礎之上,你就很容易理解不同的數值方法怎麼走向高階,實現起來各有什麼利弊。你也很容易搞懂什麼是shock capturing,什麼是admissible solution(entropy condition),以及這些問題在高階時有什麼新的困難。

搞清楚了這些基本概念,你所提到的那些格式就是一通百通。然而具體到每一種格式,又有各自的妙處,你未必能做的出來,但應該很能夠理解欣賞了

2樓:李龍翔

我傾向於按照離散方法分類

FDM與FVM

FEMCFD主要三種離散格式,各自離散方法的思路不同。因此不同的高精度方法在不同離散方法中形式也不一樣,例如WENO在FDM和FVM有不同的形式。

但是和FEM相比,FDM與FVM還是比較相近的,主要原因就是這兩種方法想要達到更高精度必須採用更大的模板,組織更多的相鄰單元(或節點)來計算本單元(節點)的高階導數近似值。不同的高階方法無非就是如何選取模板,或者採用何種方法計算高階導數(最小二乘,Householder變換等)。而FEM每個單元自帶高階基函式近似解,包含的資訊多於FDM(節點值)與FVM(單元均值),因此採用FEM方法構造的高階格式與前兩者有明顯區別。

至於間斷有限元(DG),雖然說其融合了FEM與FVM兩種方法優點,但是我覺得FEM的特點在其格式中更為突出。另外許多在FVM上好用的流量限制器(flux limiter)並沒有廣泛應用於DG格式,反而是斜率限制器(slope limiter)應用更流行。

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