Métodos implícitos de dirección alternante (ADI) para resolver problemas de interfaz parabólica bidimensional con coeficientes variables
Autores: Li, Chuan; Long, Guangqing; Li, Yiquan; Zhao, Shan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Métodos implícitos de dirección alternante (ADI) para resolver problemas de interfaz parabólica bidimensional con coeficientes variables
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Método de interfaz coincidente
Método de frontera
Problemas de interfaz elíptica
Método de fluido fantasma
Métodos de avance en el tiempo
Implícito de dirección alternante
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
El método de interfaz y límite emparejado (MIB) y el método de fluido fantasma (GFM) son dos métodos bien conocidos para resolver problemas de interfaz elíptica. Además, pueden acoplarse con métodos eficientes de avance en el tiempo, como los métodos implícitos de dirección alternante (ADI), para resolver ecuaciones diferenciales parciales (PDE) dependientes del tiempo con interfaces. Sin embargo, hasta donde sabemos, todos los métodos ADI de interfaz existentes para resolver problemas de interfaz parabólica solo se refieren a PDE con coeficientes constantes, y no se ha desarrollado ningún método ADI eficiente y preciso para PDE con coeficientes variables. En este trabajo, proponemos incorporar el MIB y el GFM en el marco de los métodos ADI para métodos generalizados para resolver problemas de interfaz parabólica bidimensional con coeficientes variables. Se realizan diversas pruebas numéricas para investigar la precisión, eficiencia y estabilidad de los métodos propuestos. Tanto el método semi-implícito MIB-ADI como el método completamente implícito GFM-ADI pueden recuperar la reducción de precisión cerca de las interfaces manteniendo la eficiencia de ADI. En resumen, se encontró que el GFM-ADI es más estable como un método de integración temporal completamente implícito, mientras que el MIB-ADI se encontró que es más preciso con tasas de convergencia espacial y temporal más altas.
Descripción
El método de interfaz y límite emparejado (MIB) y el método de fluido fantasma (GFM) son dos métodos bien conocidos para resolver problemas de interfaz elíptica. Además, pueden acoplarse con métodos eficientes de avance en el tiempo, como los métodos implícitos de dirección alternante (ADI), para resolver ecuaciones diferenciales parciales (PDE) dependientes del tiempo con interfaces. Sin embargo, hasta donde sabemos, todos los métodos ADI de interfaz existentes para resolver problemas de interfaz parabólica solo se refieren a PDE con coeficientes constantes, y no se ha desarrollado ningún método ADI eficiente y preciso para PDE con coeficientes variables. En este trabajo, proponemos incorporar el MIB y el GFM en el marco de los métodos ADI para métodos generalizados para resolver problemas de interfaz parabólica bidimensional con coeficientes variables. Se realizan diversas pruebas numéricas para investigar la precisión, eficiencia y estabilidad de los métodos propuestos. Tanto el método semi-implícito MIB-ADI como el método completamente implícito GFM-ADI pueden recuperar la reducción de precisión cerca de las interfaces manteniendo la eficiencia de ADI. En resumen, se encontró que el GFM-ADI es más estable como un método de integración temporal completamente implícito, mientras que el MIB-ADI se encontró que es más preciso con tasas de convergencia espacial y temporal más altas.