Сходимость некоторых разностных схем метода опорных операторов для повторных ротационных операций

Обложка

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В настоящей работе предложен подход к описанию метрических свойств разностной сетки для дискретизации повторных ротационных операций векторного анализа применительно к моделированию электромагнитных полей. На основе метода опорных операторов в данной работе построены интегрально-согласованные операции (градиент, дивергенция и ротор), которые необходимы для получения оценок сходимости разностных схем для повторных ротационных операций, для решения конкретных задач магнитной гидродинамики. На гладких решениях модельной магнитостатической задачи с первым порядком точности доказана сходимость построенных в работе разностных схем с нулевым собственным значением спектральной задачи. На разностную тетраэдрическую сетку не накладывается при этом никаких ограничений, кроме ее невырожденности. В настоящей работе приводится расчет электромагнитных полей для трехмерной задачи магнитной гидродинамики в двухтемпературном приближении с полной конфигурацией скорости и электромагнитных полей. Динамика электромагнитных полей развивается на фоне ротационной диффузии вектора магнитного поля. Библ. 16. Фиг. 7.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ю. А. Повещенко

ИПМ РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: hecon@mail.ru
Россия, 125047 Москва, Миусская пл., 4

А. Ю. Круковский

ИПМ РАН

Email: hecon@mail.ru
Россия, 125047 Москва, Миусская пл., 4

В. О. Подрыга

ИПМ РАН

Email: PVictoria@list.ru
Россия, 125047 Москва, Миусская пл., 4

П. И. Рагимли

ИПМ РАН

Email: hecon@mail.ru
Россия, 125047 Москва, Миусская пл., 4

Список литературы

  1. Галанин М. П., Савенков Е. Б. Методы численного анализа математических моделей. 2-е изд., испр. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2018. 591 с.
  2. Петров И. Б., Тормасов А. Г. О численном исследовании трехмерных задач обтекания волнами сжатия препятствия или полости в упругопластическом полупространстве // Докл. АН СССР. 1990. Т. 314. № 4. С. 817–820.
  3. Бойков Д. С., Ольховская О. Г., Гасилов В. А. Моделирование газодинамических и упругопластических явлений при интенсивном энерговкладе в твердый материал // Матем. моделирование. 2021. Т. 33. № 12. С. 82–102.
  4. Кербер М. Л., Виноградов В. М., Головкин Г. С. и др. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология. Учеб. пособие. СПб.: Профессия, 2008. 560 с.
  5. Linde P., Schulz A., Rust W. Influence of modelling and solution methods on the FE-simulation of the post-buckling behaviour of stiffened aircraft fuselage panels // Composite Structures. 2006. V. 73. No. 2. P. 229–236.
  6. Буланов И. М., Воробей В. В. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. Учеб. для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1998. 516 с.
  7. Самарский А. А., Колдоба А. В., Повещенко Ю. А., Тишкин В. Ф., Фаворский А. П. Разностные схемы на нерегулярных сетках. Минск: ЗАО «Критерий», 1996. 276 с.
  8. Shashkov M. Conservative finite-difference methods on general grids. Boca Raton, FL: CRC Press, 1996. 359 p.
  9. Lipnikov K., Manzini G., Shashkov M. Mimetic finite difference method // J. of Comput. Physics. 2013. V. 257. Part B. P. 1163–1227.
  10. Самарский А. А., Попов Ю. П. Разностные методы решения задач газовой динамики. М.: Наука, 1992. 424 с.
  11. Повещенко Ю. А., Подрыга В. О., Шарова Ю. С. Интегрально-согласованные методы расчета самогравитирующих и магнитогидродинамических явлений // Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша. 2018. № 160. 21 с.
  12. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука, 1973. 832 с.
  13. Воеводин В. В., Кузнецов Ю. А. Матрицы и вычисления. М.: Наука, 1984. 320 с.
  14. Круковский А. Ю., Новиков В. Г., Цыгвинцев И. В. Численные алгоритмы для решения трехмерных нестационарных задач магнитной гидродинамики // Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша. 2014. № 6. 20 с.
  15. Никифоров А. Ф., Новиков В. Г., Уваров В. Б. Квантово-статистические модели высокотемпературной плазмы и методы расчета росселандовых пробегов и уравнений состояния. М.: Физматлит, 2000. 400 с.
  16. Poveshchenko Yu., Podryga V., Rahimly O. On some integral-consistent methods for calculating magnetohydrodynamic phenomena in problems of computational astrophysics // Math. Methods in the Appl. Sciences. 2020. V. 43. Issue 13. P. 7825–7833. doi: 10.1002/mma.6349

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Фиг. 1. Ячейки разностной сетки: а) тетраэдрическая ячейка; б) к расчету поверхностной аппроксимации вектора Пойнтинга; в) расчет циркуляции магнитного поля на элементе контура граничной грани С∂sС∂l, Ss(l) = –1, S∂s = –1, ячейка ∂W находится под гранью ∂s.

Скачать (42KB)
3. Фиг. 2. Согласование граней и ребер сетки.

Скачать (16KB)
4. Фиг. 3. Начальное распределение плотности, z = 0.5.

Скачать (12KB)
5. Фиг. 4. Распределение плотности на момент времени 0.05 мкс, z = 0.5.

Скачать (14KB)
6. Фиг. 5. Распределение компоненты магнитной индукции Bx на момент времени 0.05 мкс, z = 0.5.

Скачать (11KB)
7. Фиг. 6. Распределение компоненты магнитной индукции By на момент времени 0.05 мкс, z = 0.5.

Скачать (11KB)
8. Фиг. 7. Распределение компоненты магнитной индукции Bz на момент времени 0.05 мкс, z = 0.5.

Скачать (13KB)

© Российская академия наук, 2024