Grid-Characteristic Numerical Method on an Irregular Grid with Extending the Interpolation Stencil

A. V. Vasyukov; Васюков А. В.; I. E. Smirnov; Смирнов И. Е.

doi:10.31857/S0044466923100174

Grid-Characteristic Numerical Method on an Irregular Grid with Extending the Interpolation Stencil

Authors: Vasyukov A.V.¹, Smirnov I.E.¹
Affiliations:
1. Moscow Institute of Physics and Technology
Issue: Vol 63, No 10 (2023)
Pages: 1591-1599
Section: General numerical methods
URL: https://ruspoj.com/0044-4669/article/view/664961
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044466923100174
EDN: https://elibrary.ru/DUZLCK
ID: 664961

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription or Fee Access

Abstract

A grid-characteristic numerical method for solving a multidimensional transport equation on an unstructured grid with an order higher than one is proposed; this method does not use auxiliary points on edges and faces. The avoidance of auxiliary points on edges and faces simplifies the topology of the computational grid during its motion, which is important for solving dynamic problems of mechanics of deformable solids. To increase the approximation order, an analog of the grid stencil extension implemented for an unstructured grid is used. Results of testing the proposed numerical scheme for continuously differentiable, continuous, discontinuous solutions are presented.

Keywords

grid-characteristic method, unstructured grid, transport equation, dynamic problem, mechanics of deformable solids

About the authors

A. V. Vasyukov

Moscow Institute of Physics and Technology

Email: a.vasyukov@phystech.edu
141700, Dolgoprudnyi, Moscow oblast, Russia

I. E. Smirnov

Moscow Institute of Physics and Technology

Author for correspondence.
Email: smirnov.ie@phystech.edu
141700, Dolgoprudnyi, Moscow oblast, Russia

References

Беклемышева К.А., Васюков А.В., Голубев В.И., Петров И.Б. Численное моделирование воздействия сейсмической активности на подводный композитный трубопровод // Матем. моделирование. 2019. Т. 31. № 1. С. 103–113.
Беклемышева К.А., Петров И.Б. Моделирование разрушения гибридных композитов под действием низкоскоростного удара // Матем. моделирование. 2018. Т. 30. № 11. С. 27–43.
Беклемышева К.А., Васюков А.В., Петров И.Б. Численное моделирование динамических процессов в биомеханике сеточно-характеристическим методом // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2015. Т. 55. № 8. С. 1380–1390.
Магомедов К.М., Холодов А.С. Сеточно-характеристические численные методы: учебное пособие для бакалавриата и магистратуры. М.: Издательство Юрайт, 2019. 313 с.
Челноков Ф.Б. Явное представление сеточно-характеристических схем для уравнений упругости в двумерном и трехмерном пространствах // Матем. моделирование. 2006. Т. 18. № 6. С. 96–108.
Челноков Ф.Б. Численное моделирование деформационных процессов в средах со сложной структурой. Дис. … канд. физ.-матем. наук. М.: МФТИ, 2005.
Федоренко Р.П. Введение в вычислительную физику. М.: Издательство МФТИ, 1994. 528 с.
Петров И.Б., Холодов А.С. Численное исследование некоторых динамических задач механики деформируемого твердого тела сеточно-характеристическим методом // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 1984. Т. 24. № 5. С. 722–739.
Рогов Б. В., Михайловская М. Н. Монотонные бикомпактные схемы для линейного уравнения переноса // Матем. моделирование. 2011. Т. 23. № 6. С. 98–110.
Голубев В.И., Петров И.Б., Хохлов Н.И. Компактные сеточно-характеристические схемы повышенного порядка точности для трехмерного линейного уравнения переноса // Матем. моделирование. 2016. Т. 28. № 2. С. 123–132.
Khokhlov N.I., Petrov I.B. On one class of high-order compact grid-characteristic schemes for linear advection // Russian Journal of Numerical Analysis and Mathematical Modelling. 2016. T. 31. № 6. C. 355–368.
Васюков А.В., Петров И.Б. Использование сеточно-характеристического метода на неструктурированных сетках из тетраэдров с большими топологическими неоднородностями // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2018. Т. 58. № 8. С. 62–72.
Агапов П.И., Челноков Ф.Б. Сравнительный анализ разностных схем для численного решения двумерных задач механики деформируемого твердого тела // Моделирование и обработка информации. М.: МФТИ. 2003. С. 19–27.
Петров И.Б., Фаворская А.В. Библиотека по интерполяции высоких порядков на неструктурированных треугольных и тетраэдральных сетках // Информационные технологии. 2011. № 9. С. 30–32.