基于局部Lax-Friedrichs通量分裂格式的透视SFS

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作者 王学梅 孙即祥 《信号处理》 CSCD 北大核心 2010年第4期501-505,共5页

提出了一种基于局部Lax-Friedrichs通量分裂格式的快速扫描算法,用以解决透视投影下的SFS问题。先对透视投影SFS进行建模,将其转换为静态Hamilton-Jacobi方程,再结合局部Lax-Friedrichs通量分裂格式和快速扫描算法对静态Hamilton-Jacob... 提出了一种基于局部Lax-Friedrichs通量分裂格式的快速扫描算法,用以解决透视投影下的SFS问题。先对透视投影SFS进行建模,将其转换为静态Hamilton-Jacobi方程,再结合局部Lax-Friedrichs通量分裂格式和快速扫描算法对静态Hamilton-Jacobi方程进行求解,从而得到物体表面。本文算法可以用于非凸Hamiltonian函数的情况,提高了局部分析能力,不需要对初始高度进行估计,且算法简单,易于实现。对合成图像和实际图像的实验表明本文算法可以得到较好的透视投影SFS的恢复结果。 展开更多

关键词 明暗恢复形状 透视投影 局部Lax-Friedrichs 通量分裂格式 快速扫描法

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求解可压缩流的二维通量分裂格式 被引量：2

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作者 胡立军 翟健 袁礼 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期247-253,共7页

传统的一维通量分裂格式在计算界面数值通量时,只考虑网格界面法向的波系。采用传统的TV格式分别求解对流通量和压力通量。通过求解考虑了横向波系影响的角点数值通量来构造一种真正二维的TV通量分裂格式。在计算一维数值算例时,该格式... 传统的一维通量分裂格式在计算界面数值通量时,只考虑网格界面法向的波系。采用传统的TV格式分别求解对流通量和压力通量。通过求解考虑了横向波系影响的角点数值通量来构造一种真正二维的TV通量分裂格式。在计算一维数值算例时,该格式与传统的TV格式具有相同的数值通量计算公式,因此其保留了传统的TV格式精确捕捉接触间断和膨胀激波的优点。在计算二维算例时,该格式比传统的TV格式具有更高的分辨率;在计算二维强激波问题时,消除了传统TV格式的非物理现象,表现出更好的鲁棒性;此外,该格式大大提高了稳定性CFL数,从而具有更高的计算效率。因此,本文方法是一种精确、高效并且具有强鲁棒性的数值方法,在可压缩流的数值模拟中具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 欧拉方程 可压缩流 Toro-Vázquez分裂 真正二维通量分裂格式 GT-TV格式 鲁棒性

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一种激波稳定的对流-压力通量分裂格式 被引量：1

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作者 胡立军 吴世枫 赵昆磊 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期496-503,共8页

针对欧拉方程三种流行的对流-压力通量分裂方法(Liou-Steffen,Zha-Bilgen和Toro-Vázquez)进行特征分析,进而提出一种新的对流-压力通量分裂格式。采用Zha-Bilgen分裂方法将欧拉方程的通量分裂成对流项和压力项两部分,使用TV格式来... 针对欧拉方程三种流行的对流-压力通量分裂方法(Liou-Steffen,Zha-Bilgen和Toro-Vázquez)进行特征分析,进而提出一种新的对流-压力通量分裂格式。采用Zha-Bilgen分裂方法将欧拉方程的通量分裂成对流项和压力项两部分,使用TV格式来计算这两部分的数值通量。利用压力比构造激波探测函数,并且在强激波附近的亚声速区域增加TV格式的剪切粘性来克服数值模拟中的激波不稳定性。数值算例的计算结果表明,新的对流-压力通量分裂格式不仅保留了原始TV格式精确分辨接触间断的优点,而且具有更好的鲁棒性,在数值模拟多维强激波问题时不会出现不稳定现象。因此,该格式是一种精确并且具有强鲁棒性的数值方法,可以广泛地应用于可压缩流体的数值计算中。 展开更多

关键词 欧拉方程 Zha-Bilgen分裂 TV格式 剪切粘性 对流-压力通量分裂格式 鲁棒性

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一种基于低扩散通量分裂方法的WENO格式研究

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作者 陈逖 孙明波 +2 位作者 范晓樯 梁剑寒 刘卫东 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期76-81,共6页

将低扩散通量分裂格式(LDFSS)和加权基本无振荡格式(WENO)相结合,构造出一种混合格式,其中WENO格式用于物理量重构,而LDFSS用于通量分裂。采用这种格式对Riemann问题、钝头体高超声速无粘绕流流场进行了计算,并对超声速平板湍流边界层... 将低扩散通量分裂格式(LDFSS)和加权基本无振荡格式(WENO)相结合,构造出一种混合格式,其中WENO格式用于物理量重构,而LDFSS用于通量分裂。采用这种格式对Riemann问题、钝头体高超声速无粘绕流流场进行了计算,并对超声速平板湍流边界层进行了混合LES/RANS模拟,计算结果表明:相对于采用Lax-Fridrichs分裂的WENO格式来说,这种混合格式对于激波和接触间断的分辨率更高,并且在标量保正性方面更优,收敛性更好;而相对于采用带有Minmod限制器的MUSCL方法进行物理量高阶重构的LDFSS格式来说,这种混合格式在混合模拟的计算中能够更好地反映湍流流场的脉动特性,计算得到的湍流速度脉动量的统计值更加准确。 展开更多

关键词 低扩散通量分裂格式 WENO格式 RIEMANN问题 湍流边界层 钝头体 混合LES/RANS模拟

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通量向量分裂格式的二维水流-水质模拟 被引量：33

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作者 赵棣华 姚琪 +2 位作者 蒋艳 杨珏 逄勇 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期701-706,共6页

在有限体积法框架下应用通量向量分裂(FVS)格式进行平面二维水流 水质模拟。通过对偏微分方程进行有限体积的积分离散、利用通量的旋转不变性,把二维问题转化为一系列局部的一维问题进行求解,采用FVS格式计算各跨单元边界的水量、动量... 在有限体积法框架下应用通量向量分裂(FVS)格式进行平面二维水流 水质模拟。通过对偏微分方程进行有限体积的积分离散、利用通量的旋转不变性,把二维问题转化为一系列局部的一维问题进行求解,采用FVS格式计算各跨单元边界的水量、动量及污染物输运等通量。应用该格式计算了理想条件下的浓度输移,其结果与精确解拟合很好;模拟了长江江苏靖江段的水质及污染带,计算结果与水质监测值相当吻合,为长江江苏干流段水质评价提供了科学依据。 展开更多

关键词 通量向量分裂格式 水流 水质模型 有限体积法 浅水方程 对流扩散方程

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通量差分裂格式的二维水流水质计算的适用性分析 被引量：9

6

作者 丁玲 逄勇 +2 位作者 赵棣华 吴建强 吕俊 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期561-565,共5页

将通量差分裂(FDS)格式应用于二维水流 水质数值模拟中。应用若干理想条件下的简化模型对格式的计算精度进行分析,结果表明:FDS格式不仅能高精度地模拟浓度梯度较缓的污染物稳定排放情况,且其二阶格式能高分辨率捕俘水质间断,与理论值... 将通量差分裂(FDS)格式应用于二维水流 水质数值模拟中。应用若干理想条件下的简化模型对格式的计算精度进行分析,结果表明:FDS格式不仅能高精度地模拟浓度梯度较缓的污染物稳定排放情况,且其二阶格式能高分辨率捕俘水质间断,与理论值吻合很好,说明FDS二阶格式能高精度地计算污染物间断排放引起的大浓度梯度或水质突跃情况。该格式在长江南通江段水环境数值模拟中的应用验证了它的实际应用能力。 展开更多

关键词 通量差分裂格式 二维水流水质模型 计算精度

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基于高阶逆风通量差分裂格式的直升机旋翼前飞流场模拟 被引量：7

7

作者 招启军 徐国华 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期408-413,共6页

描述了三维雷诺平均NS方程数值模拟前飞状态旋翼非定常流场的方法和模型。在该模型中,将三阶逆风格式(MUSCL)与通量差分裂方法相结合,无需添加人工粘性,因而可有效地减少Jameson二阶中心差分有限体积法导致的旋翼尾迹数值耗散。为充分... 描述了三维雷诺平均NS方程数值模拟前飞状态旋翼非定常流场的方法和模型。在该模型中,将三阶逆风格式(MUSCL)与通量差分裂方法相结合,无需添加人工粘性,因而可有效地减少Jameson二阶中心差分有限体积法导致的旋翼尾迹数值耗散。为充分考虑旋翼尾迹对流场的影响和计入桨叶的旋转、挥舞、变距运动,发展了一种运动嵌套网格。针对嵌套网格中关键的贡献单元搜寻问题,提出了一种新的“伪贡献单元搜寻法”。应用上述方法,对Caradonna模型旋翼在周期变距和挥舞运动条件下的前飞流场进行了计算,与采用Jameson二阶中心差分方法相比,计算结果更贴近实验值。并针对几种不同桨尖形状的旋翼前飞流场进行计算,表明后掠桨尖可有效减弱超临界流动。 展开更多

关键词 旋翼 直升机 逆风格式 通量差分裂格式 运动嵌套网格

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通量向量分裂格式及有限体积法在水流模拟中的应用 被引量：3

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作者 张丽琼 崔广柏 杨珏 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2001年第8期9-11,19,共4页

有限体积法（FVM）的方程是对控制体写出的积分形式的物理恒律．该法将计算域划分成若干不规则形状的控制体，对每个控制体分别进行水量和动量平衡计算，得出各控制体边界沿法向输入或输出的流量和动量通量，然后便可计算出时段末各控... 有限体积法（FVM）的方程是对控制体写出的积分形式的物理恒律．该法将计算域划分成若干不规则形状的控制体，对每个控制体分别进行水量和动量平衡计算，得出各控制体边界沿法向输入或输出的流量和动量通量，然后便可计算出时段末各控制体的平均水深和流速．该法的主要特色在于以高精度的通量向量分裂格式（FVS），通过求解局部黎曼问题来估算各网格边界上的法向通量．我们将以有限体积法为基础的二维水流模型应用于长江江苏段潮流数值模拟．同时，根据长江江苏段受弯道影响的特点对模型进行了一定的改进．结果证明：有限控制体积法（FVM）配合通量向量分裂格式（FVS）是一种具有高解析度的数值方法． 展开更多

关键词 有限体积法 控制体 黎曼问题 FVS数值方法 水流模拟 通量向量分裂格式

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有限体积法通量向量分裂格式在射流中的应用

9

作者 聂赟 马大为 +1 位作者 乐贵高 杨风波 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期659-663,共5页

该文采用有限体积法通量向量分裂格式数值模拟了喷管欠膨胀射流外流场。分析了不同欠膨胀压比下的喷管自由喷流流场。在空间方向采用通量向量分裂格式对Euler方程进行离散,在时间方向采用多步Runge-Kutta方法进行离散。计算反映了不同... 该文采用有限体积法通量向量分裂格式数值模拟了喷管欠膨胀射流外流场。分析了不同欠膨胀压比下的喷管自由喷流流场。在空间方向采用通量向量分裂格式对Euler方程进行离散,在时间方向采用多步Runge-Kutta方法进行离散。计算反映了不同外流情况下欠膨胀射流对流场的影响。结果显示,通量向量分裂格式能够较好地捕捉到激波、滑移线以及激波交点等组成的复杂流场结构,在激波面上不会产生伪振荡和抹平现象,说明采用通量向量分裂格式模拟喷管射流是可行的。 展开更多

关键词 欠膨胀射流 通量向量分裂格式 外流场 激波

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一种新型的高分辨率通量差分裂格式

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作者 胡立军 赵昆磊 袁海专 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期810-818,共9页

传统的Roe格式不满足熵条件并且在计算激波问题时会遭遇不同形式的不稳定现象,如慢行激波的波后振荡和红玉(carbuncle)现象。基于Zha-Bilgen对流-压力通量分裂方法,构造一种新型的通量差分裂格式。利用约旦标准型理论,通过添加广义特征... 传统的Roe格式不满足熵条件并且在计算激波问题时会遭遇不同形式的不稳定现象,如慢行激波的波后振荡和红玉(carbuncle)现象。基于Zha-Bilgen对流-压力通量分裂方法,构造一种新型的通量差分裂格式。利用约旦标准型理论,通过添加广义特征向量构造通量差分裂方法来计算对流子系统。压力子系统具有一组完备的线性无关特征向量,因此可以构造传统的通量差分裂格式进行计算。为了提高接触间断的分辨率,利用界面变差下降(BVD)算法来重构对流通量耗散项中的密度差。激波稳定性分析表明,新格式可以有效地衰减数值误差,从而抑制不稳定现象的发生。一系列数值实验证明了本文构造的新型通量差分裂格式比Roe格式具有更高的分辨率和更好的鲁棒性。 展开更多

关键词 可压缩流 通量差分裂格式 Zha-Bilgen分裂方法 界面变差下降算法 高分辨率 鲁棒性

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二维移动网格矢通量分裂法 被引量：1

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作者 李彬彬 郑素佩 王令 《郑州大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2020年第4期96-102,共7页

针对二维欧拉方程组的数值求解问题,构造基于移动网格的矢通量分裂格式。采用移动网格法对网格进行合理剖分,使得在间断区域网格自适应加密,且整个计算区域的网格不再规则化;用守恒型迎风格式代替中心格式以减少数值耗散。在空间方向上... 针对二维欧拉方程组的数值求解问题,构造基于移动网格的矢通量分裂格式。采用移动网格法对网格进行合理剖分,使得在间断区域网格自适应加密,且整个计算区域的网格不再规则化;用守恒型迎风格式代替中心格式以减少数值耗散。在空间方向上构造新的二阶迎风矢通量分裂格式对方程进行半离散,在时间方向上采用三阶强稳定的龙格-库塔方法进行推进。数值结果表明,新算法具有良好的间断捕捉能力和高分辨率。 展开更多

关键词 二维欧拉方程组 移动网格法 矢通量分裂格式 守恒型迎风格式 自适应变步长

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初始间断诱导非物理波动及其消减算法

12

作者 刘君 韩芳 +1 位作者 孙逸轩 刘瑜 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期18-32,I0001,共16页

使用激波捕捉法求解以数学间断作为初始条件的无黏可压缩流场时,间断结构会逐渐演变为包含多个网格节点的数值过渡区,在此过程中会产生两个平行于间断且规则分布的非物理波动。使用捕捉法计算激波流场时,流场参数应满足修正方程,但作为... 使用激波捕捉法求解以数学间断作为初始条件的无黏可压缩流场时,间断结构会逐渐演变为包含多个网格节点的数值过渡区,在此过程中会产生两个平行于间断且规则分布的非物理波动。使用捕捉法计算激波流场时,流场参数应满足修正方程,但作为初始条件进行计算的初始激波满足Euler方程,两者之间的矛盾是产生初始激波诱导非物理波动的原因。鉴于激波等间断是由特征型Euler方程定义的,从该方程出发构造了一种基于特征值迎风特性的通量计算格式(upwind flux scheme based on characteristics,UFSC),并采用若干种常规守恒型通量分裂格式作为参考。数值计算结果表明,UFSC可以消除Steger-Warming、Van Leer等矢通量分裂格式的初始接触间断诱导非物理波动,还可以减小初始激波诱导扰动的幅值。在光滑流场区域,UFSC和矢通量分裂格式的计算结果相近,但是在强激波附近会出现较大的压力尖峰。为克服这一缺陷,进一步构造了在激波区域和其他区域分别采用Steger-Warming格式和UFSC格式计算的混合通量计算格式UFSC+S,可以有效抑制初始激波诱导误差,提高计算精度。 展开更多

关键词 有限差分法 通量分裂格式 初始间断 诱导非物理波动

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