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Esquemas de dirección alternante bidimensional-unidimensional para problemas de convección-difusión en sistemas costeros

Autores: Sukhinov, Alexander; Sidoryakina, Valentina

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Esquemas de dirección alternante bidimensional-unidimensional para problemas de convección-difusión en sistemas costeros


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Convección
Difusión
Sistemas marinos costeros
Transporte de materia en suspensión
Esquema de partición
Estabilidad

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 23

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El problema de valor inicial para la ecuación de convección-difusión en 3D correspondiente al modelo matemático de transporte de materia suspendida en sistemas marinos costeros y cuerpos de agua poco profundos se considera. Los operadores de transporte convectivo y difusivo en direcciones horizontales y verticales para este tipo de problema tienen propiedades físicas y espectrales significativamente diferentes. En conexión con lo anterior, se ha construido un esquema de división bidimensional-unidimensional, un análogo tridimensional del esquema de dirección alternante de Peaceman-Rachford, que es adecuado para la predicción operativa de la dispersión de suspensión en sistemas costeros. El documento ha demostrado el teorema de estabilidad de la solución con respecto a los datos iniciales y funciones del lado derecho, en el caso de operadores independientes del tiempo en normas de energía especiales determinadas por uno de los operadores del esquema de división. Se ha investigado la precisión, que, al igual que en el caso del esquema de Peaceman-Rachford, con la definición especial de condiciones de contorno en un paso de tiempo fraccional, es el valor de segundo orden en dependencia del tiempo y los pasos espaciales. El uso de este enfoque permite obtener algoritmos paralelos para resolver ecuaciones de convección-difusión en mallas que son económicos en términos del tiempo total de solución del problema en sistemas multiprocesador, que incluye el tiempo para la realización de operaciones aritméticas y el requerido para el intercambio de información entre procesadores.

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