简介:利用二阶微商的四阶精度紧致差分逼近公式,给出解Schroedinger方程的精度为O((1-2θ)τ+τ^2h^4)的一个新的加权差分格式,当1/2≤θ≤1时格式绝对稳定.特别地,当θ=1/2时,文章所给出的差分格式可高达四阶精度,数值结果与理论分析相一致.
简介:用含参数的差分方程逼近微分方程的方法,构造了Schroedinger方程的一个三层高精度隐式差分格式:1/12τ(3/2uj+1^n+1-2uj+1^n+1/2uj+1^n-1)+5/6τ(3/2uj^n+1-2uj^n+1/2uj^n-1)+1/12τ(3/2u(j-1)^(n+1)-2u(j-1)^n+1/2u(j-1)^(n-1)=i[u(j+1)^(n+1)-2uj^(n+1)-+u(j-1)^(n+1)]/h^2,其截断误差阶可达到O(τ^2+h^4),并用Miller定理证明了其稳定性,数值例子表明该格式是有效的。
简介:通过分析显式有限差分格式的数值色散和数值耗散,导出一个适于有限差分格式的通用色散一耗散条件.根据群速度和耗散率之间的物理关系,确定了用以抑制数值解中伪高波数波所需要的适度耗散.在以往发展的低耗散加权基本无振荡格式WENO—CU6-M2上的应用表明,该条件可用作优化线性或非线性有限差分格式的色散和耗散的通用指导准则.此外,满足色散-耗散条件的改进WENO—CU6-M2格式还可选作低分辨率数值模拟,以三维Taylor-Green涡向湍流转捩和自相似能量衰减问题展现了它的这种能力.与经典的动态Smagorinsky亚网格尺度模型相比,在Heynolds数胁:400~3000条件下,无黏和黏性Twlor—Green涡的数值模拟结果均得到明显改善.在保持激波捕捉特性同时,与最新的隐式大涡模拟模型的计算效果相当.
简介:构造了三维Navier-Stokes方程的中心差分格式、Lax-Ffiednch差分格式,利用MATLAB软件程序做出差分解与精确解的误差图像,分析差分解与精确解的吻合程度,并讨论中心差分格式、Lax—Ffiedfich差分格式的优缺点。
简介:构造了求解欧拉方程组的一类新的L^1稳定的二阶精度Boltzmann型差分格式,对激波管及微波反射问题进行了数值试验,结果令人满意。
简介:频率空间域地震波数值模拟具有独特的优势:可以同时模拟多源的波传播、每个频率之间独立并行地计算、计算频带选择灵活、不存在累计误差、容易模拟粘弹性介质中地震波传播。但是该方法的最大瓶颈是对于计算机内存的巨大需求。我们使用压缩存储系数矩阵的方法,极大地减少了计算机内存的需求量。同时为了减少短差分算子的数值频散,引用了频率空间域25点弹性波波动方程的差分格式,并使用了最小二乘意义下求出的优化差分系数。为了克服边界反射,采用了最佳匹配层吸收边界条件。数值模拟试验证明:用压缩存储系数矩阵及优化差分系数的频率空间域25点差分格式进行弹性波正演模拟,可以减少数值频散,提高计算精度。使用较大的网格间距,降低计算机内存需求,并保持较高的计算效率。该正演方法为后续弹性波偏移和弹性参数反演提供较好的基础。
简介:本文将文献中的求解二维的有交界面的椭圆型方程的浸入界面方法推广到界面及间断条件都由定义在界面某个邻域的网格函数点上的函数隐式提供的情形,给出了一种间断条件捕捉格式。它特别适合干隐式界面跟踪法如水平集方法。对原浸入界面方法中的界面间断关系,确定不规则点差分格式的系数的代数方程组和修正项都针对新的情形进行了相应的修正。该格式利用标准的二阶拉格朗日插值计算间断函数沿界面的导数,避免了文献中的用样条函数的局部界面重构,易于执行。数值计算验证了该法的关于最大模的二阶收敛性。
简介:针对有限差分数值模拟的频散问题,本文将交错网格技术和紧致差分格式相结合,推导了横向各向同性介质一阶速度一应力波动方程的紧致交错网格差分格式;对比分析了紧致交错网格差分格式、交错网格差分格式以及紧致差分格式的截断误差主项,并利用Fourier误差分析方法分析了上述三种差分格式的近似精度;在此基础上,分别采用上述三种差分格式进行了波场数值模拟。结果表明,当差分方程阶数相同时,紧致交错网格差分格式截断误差最小,数值频散最弱,差分精度最高,证实了该方法的有效性。