基于正位网格的局部时空守恒格式

时空守恒元-解元(CE/SE)方法是近十年来发展起来的一种新的数值算法,最早是由NASALewis研究中心的Chang及其合作者提出的,后来由张增产和王刚等人对该方法进行了改进。理论和实际计算都证明该算法有很高的精度,特别擅长于求解守恒型方程。但是目前该算法只有少数几个版本的格式,这是因为为了保证全局时空守恒,现有格式都采用了在时间方向上相互交错的网格,这就大大限制了格式的灵活性。为此,本文对CE/SE方法进行了改进,得到了一种基于正位网格的局部时空守恒格式(LSTC)。该格式在应用中变得更简洁,最重要的是为时空守恒格式的发展提供了新的思路。不仅如此,该格式还继承了CE/SE方法几乎所有的特点和优点:1.将时间和空间统一起来同等对待;2.把流场物理量及其空间导数作为独立未知量同时求解;3.在推广到多维时无需使用算子分裂或方向交替技术,是一种真正意义上的多维算法;4.捕捉激波不需要Riemann求解器,激波分辨率高,在间断处能有效抑制非物理振荡。

国家自然科学基金资助项目(批准号10732010、10972010)