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一维浅水流动的一种大时间步长数值格式
  • ISSN号：0559-9350
  • 期刊名称：水利学报
  • 时间：2012
  • 页码：41-47
  • 分类：TV-55[水利工程]
  • 作者机构：[1]水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,清华大学水利水电工程系
  • 相关基金：国家973项目(2011CB403304);国家自然科学基金项目(51039004)
  • 相关项目：非均匀泥沙输移的基础理论
作者： 许仁义|钟德钰|吴保生|
关键词： 大时间步长, 浅水流, 黎曼求解器, 行波法, CFL数, large time step, shallow flows, Riemann Solver, wave propagation method, CFL number
中文摘要：

针对一维浅水方程提出了一种大时间步长格式(LTS),使用这种大时间步长格式可以获得较高的分辨率和计算效率。这种格式最初是由LeVeque提出来的,最近被用于空气动力学的欧拉方程组。在本格式中,传统的近似黎曼求解器被替换成精确黎曼求解器与行波法相结合。当CFL数小于1时,稀疏波采用单波近似就取得了很高的分辨率,但是当CFL数大于1,必须采用两波近似才能保证计算结果是正确的。相比于本格式在空气动力学中的应用,这里采用了更加简化的方法。在空气动力学中,通过等熵流条件来获得稀疏波近似状态变量的值,而在本格式中直接采用波头与波尾的平均。结果证明,采用这种简化对结果没有影响。当CFL数大于10的时候必须对波相撞进行处理以保证结果正确,但是仍然有振荡存在。当CFL数大于15时结果就失真了。通过比较,CFL数在5以下本格式能取得较高的分辨率和计算效率,大于5时,振荡会越来越大,计算效率提高也有限。

英文摘要：

针对一维浅水方程提出了一种大时间步长格式(LTS),使用这种大时间步长格式可以获得较高的分辨率和计算效率。这种格式最初是由LeVeque提出来的,最近被用于空气动力学的欧拉方程组。在本格式中,传统的近似黎曼求解器被替换成精确黎曼求解器与行波法相结合。当CFL数小于1时,稀疏波采用单波近似就取得了很高的分辨率,但是当CFL数大于1,必须采用两波近似才能保证计算结果是正确的。相比于本格式在空气动力学中的应用,这里采用了更加简化的方法。在空气动力学中,通过等熵流条件来获得稀疏波近似状态变量的值,而在本格式中直接采用波头与波尾的平均。结果证明,采用这种简化对结果没有影响。当CFL数大于10的时候必须对波相撞进行处理以保证结果正确,但是仍然有振荡存在。当CFL数大于15时结果就失真了。通过比较,CFL数在5以下本格式能取得较高的分辨率和计算效率,大于5时,振荡会越来越大,计算效率提高也有限。

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期刊信息
  • 《水利学报》
  • 北大核心期刊（2011版）
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国水利学会 中国大坝工程学会
  • 主编：程晓陶
  • 地址：北京市复兴路甲1号中国水科院A座1117室
  • 邮编：100038
  • 邮箱：slxb@iwhr.com
  • 电话：010-68786221
  • 国际标准刊号：ISSN：0559-9350
  • 国内统一刊号：ISSN：11-1882/TV
  • 邮发代号:2-183
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊（2004版）,中国北大核心期刊（2008版）,中国北大核心期刊（2011版）,中国北大核心期刊（2014版）,中国北大核心期刊（2000版）
  • 被引量:43715