参考文献:
问题1:利用WCNS格式,重新计算文献1中方程(3.20)与(3.21)中的光滑因子,并给出具体的表达式。
答:
对应的Mathematica代码如下,输出的是没有展开的,
是照抄文献1的。
Clear["Global'*"]
r = 5;
(*u_{i+1/2}^{-}*)
p[1, x_] = (u[-2] - 4*u[-1] + 6*u[0] - 4*u[1] + u[2])/24*(x)^4 +
(-u[-2] + 2*u[-1] - 2*u[1] + u[2])/12*x^3 +
(-u[-2] + 16*u[-1] - 30*u[0] + 16*u[1] - u[2])/24*x^2 +
(u[-2] - 8*u[-1] + 8*u[1] - u[2])/12*x + u[0];
p[2, x_] = (u[-1] - 2*u[0] + u[1])/2*x^2 + (u[1] - u[-1])/2*x + u[0];
p[3, x_] = u[0];
(*Do[Print["IS",k,"=",FullSimplify[Sum[Integrate[(D[p[k,x],{x,i}])^2,{\
x,-1/2,1/2}],{i,1,r-1}]]],{k,1,2}]*)
Do[Print["IS", k, "=",
FullSimplify[Sum[(D[p[k, x], {x, i}])^2, {i, 1, r - 1}]] /.
x -> 0], {k, 1, 2}]
问题2:将文献[1]中MR-WCNS格式的光滑因子替换为新的表达式,保持计算过程不变可得新的格式。简述所得格式的空间和时间离散过程,给出具体的计算公式。
答:在空间中采用了1点、3点和5点的子模板插值得到多项式,通过WCNS格式得到光滑因子,进而得到非线性权重,构建得到了关于变量u的新的五阶WCNS格式,通过Lax-Friedrichs格式得到了数值通量,再获得通量的导数。在时间上采用三阶TVD龙格-库塔格式离散。具体计算流程如下: