Аннотация:
Построен интерполяционно-характеристический метод порядка аппроксимации не
меньше второго для решения уравнения переноса на неструктурированной сетке из
тетраэдров. Задача нахождения численного решения этим методом, называемым в
дальнейшем методом коротких характеристик, разбивается на две подзадачи. Первая
связана с разрешением отдельной симплициальной ячейки. Необходимо указать
набор сеточных величин, задание которых на освещенных гранях достаточно с
математической точки зрения для нахождения всех оставшихся сеточных величин
в ячейке. В зависимости от расположения ячейки и направления распространения
излучения возникает три различных типа освещенности. В работе предложена интерполяция
в барицентрических координатах ячейки с 14 свободными коэффициентами,
позволяющая учесть значения интенсивности излучения в узлах, а также
средние интегральные значения интенсивности по ребрам и граням без добавления
новых точек шаблона. Такая интерполяция обеспечивает порядок аппроксимации
не ниже второго с дополнительным учетом ряда членов третьего порядка. Кроме
того метод учитывает консервативное перераспределение выходящего потока по
граням ячейки. Вторая подзадача связана с выбором порядка обхода и разрешения
ячеек и решается методами теории графов. Проведенные численные расчеты подтверждают
порядок сходимости около второго.
Ключевые слова:
уравнение переноса, метод коротких характеристик, интерполяционно-характеристический
метод, второй порядок аппроксимации, барицентрические
координаты.
Образец цитирования:
Е. Н. Аристова, Г. О. Астафуров, “Характеристическая схема для решения уравнения переноса на неструктурированной сетке с барицентрической интерполяцией”, Матем. моделирование, 30:9 (2018), 33–50; Math. Models Comput. Simul., 11:3 (2019), 349–359
Е. Н. Аристова, Г. О. Астафуров, “Исследование проекционно–характеристического метода решения уравнения переноса на бенчмарке Кобаяши”, Матем. моделирование, 37:2 (2025), 63–74
Е. Н. Аристова, Г. О. Астафуров, “Высокоточная схема для уравнения переноса в задаче нейтронной защиты”, Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша, 2024, 013, 21 с.
Е. Н. Аристова, Г. О. Астафуров, “Проекционно-характеристический метод третьего порядка для решения уравнения переноса на неструктурированных сетках”, Матем. моделирование, 35:11 (2023), 79–93; E. N. Aristova, G. O. Astafurov, “A third-order projection-characteristic method for solving the transport equation on unstructed grids”, Math. Models Comput. Simul., 16:2 (2024), 208–216
Г. О. Астафуров, “Построение и исследование метода CPP (Cubic Polynomial Projection) решения уравнения переноса”, Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша, 2022, 066, 56 с.
Е. Н. Аристова, Г. О. Астафуров, “О влиянии точности кубатурных формул на интегральные характеристики решения уравнения переноса”, Матем. моделирование, 32:1 (2020), 15–30; E. N. Aristova, G. O. Astafurov, “About the influence on the accuracy of cubature formulas on the integral characteristics of solutions of the transport equation”, Math. Models Comput. Simul., 12:5 (2020), 685–695
Г. О. Астафуров, “Алгоритм обхода ячеек в характеристических методах решения уравнения переноса”, Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша, 2018, 193, 24 с.