二维双曲守恒律的高效三阶CWENO-熵相容算法:高精度与稳定性研究

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本文探讨了"二维双曲守恒律标量方程的三阶中心加权基本无振荡(CWENO)-型熵相容算法"在2012年的研究成果。作者郑素佩和封建湖刘彩侠,分别来自长安大学理学院和河南工业大学理学院,合作开发并应用了一种新的数值求解策略来解决二维双曲守恒律方程的初边值问题。这种算法基于CWENO技术,旨在提高数值解的精度和稳定性。 算法的核心是CWENO-type entropy consistent scheme,它是一种高级的数值求解技术,通过结合中心加权的策略,能够在保持高分辨率的同时避免产生不必要的振荡,确保数值解的平滑性。在处理激波过渡区时,该算法展现出优异的性能,即使在只有1-2个网格单元的狭窄区域内也能精确捕捉激波特征,这在传统的数值求解方法中往往需要更精细的网格划分。 论文的研究重点在于验证算法的稳定性,作者指出,与准确解相比,提出的算法在稳定性条件方面具有显著优势,允许选取较大的稳定参数(0.6),这在实际计算中意味着更经济的网格分布。这不仅提高了计算效率,也展示了算法在实际工程中的实用性。 此外,文中还提到了与三阶优化龙格库塔方法的半离散形式相结合,进一步提升了算法的性能。研究结果显示,该数值求解格式在处理双曲守恒律问题时表现出高的分辨率和良好的数值稳定性,这对于计算机应用领域,特别是在处理复杂流动和波动力学问题时,是一项重要的理论和技术贡献。 这篇文章在数值计算方法论上做出了实质性的推进,尤其是在处理二维双曲守恒律问题时,通过改进的CWENO-型熵相容算法,实现了既高效又精确的数值模拟,为相关领域的工程师和研究人员提供了有力的工具和理论支持。