非線形Vlasov動力学のためのRunge-Kutta指数積分器と結合した高次半Lagrange不連続Galerkin法【JST・京大機械翻訳】

Cai Xiaofeng; Boscarino Sebastiano; Qiu Jing-Mei

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202217960046599 整理番号：22P0089634

非線形Vlasov動力学のためのRunge-Kutta指数積分器と結合した高次半Lagrange不連続Galerkin法【JST・京大機械翻訳】

High Order Semi-Lagrangian Discontinuous Galerkin Method Coupled with Runge-Kutta Exponential Integrators for Nonlinear Vlasov Dynamics

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発行年： 2019年11月27日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2020年11月24日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

本論文では,非線形Vlasov動力学に対するRunge-Kutta指数積分器(SLDG-RKEI)と結合した半Lagrange不連続Galerkin法を提案した。交換器フリーRunge-Kutta(RK)指数積分器(EI)を,Celledoni,et al.(FGCS,2003)によって提案した。非線形輸送設定において,RKEIを用いて,非線形輸送の発展を線形化動力学のシーケンスの構成に分解した。結果として得られた線形化輸送方程式を,Cai,et al.(JSC,2017)で提案された半Lagrange(SL)不連続Galerkin(DG)法によって解くことができた。提案方法はSLDGフレームワークによって高次空間精度を達成して,RKEIを通して高次の一時的精度を達成することができた。SLの性質により,提案したSLDG-RKEI法はCFL条件を受けず,従って,それらはEuler法よりも大きな時間ステッピングサイズを使用する可能性を有する。SLDG法からの利点を継承して,提案したSLDG-RKEI方式は,質量保存的で,陽性保存であり,次元分割誤差を持たず,複雑な解構造を解決し,適応時間ステップサイズで進化できる。非線形Vlasov-Poisson系に対する古典的試験問題,ならびに誘導中心VlasovモデルによるSLDG-RKEIアルゴリズムの性能を示した。本論文では,衝撃を発生する非線形双曲線保存則に対するSLDG-RKEIスキームを探索するために,本報の焦点ではないが,Burgers方程式に関するスキームの性能に関するいくつかの予備的結果を示した。【JST・京大機械翻訳】

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流体動力学一般 , 数値計算

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