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浅水波方程的黏性正则化PINN算法
郑素佩, 林云云, 封建湖, 靳放
计算物理    2023, 40 (3): 314-324.   DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8592
摘要122)   HTML6)    PDF (11936KB)(598)   

针对经典PINN(Physics-informed Neural Networks)在求解浅水波方程间断问题时的不足,提出一种黏性耗散机制的正则化PINN算法。该算法利用黏性正则化的浅水波方程作为网络构建中的物理约束,并在损失函数中作为惩罚项,训练网络用正则化方程的光滑解逼近原方程的间断解,采用网格加密熵稳定格式的数值解作为参考,学习得原方程在整个区域的解。对满足不同初始条件的一维、二维浅水问题进行数值模拟,并与经典PINN算法进行比较,数值结果表明新算法泛化能力强,可预测任意时刻的解,分辨率高,不会出现抹平和伪振荡现象。

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保号WENO-AO型中心迎风格式
郑素佩, 建芒芒, 封建湖, 翟梦情
计算物理    2022, 39 (6): 677-686.   DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8507
摘要131)   HTML5)    PDF (5824KB)(644)   

证明Weighted Essentially Non-Oscillatory with Adaptive Order(WENO-AO)重构的保号性, 确保在单元交界面处重构值的跳跃符号与原始值的跳跃符号保持一致, 给出保号性成立的充分条件。WENO-AO重构通过高阶多项式与低阶重构的非线性组合来实现自适应收敛阶, 在求解不连续点附近的解时, WENO-AO重构比经典WENO重构更精确, 且具有很好的稳定性。采用中心迎风数值通量, 结合时间方向的三阶强稳定Runge-Kutta法计算。数值结果表明该格式最高可达五阶精度, 且具有分辨率高、鲁棒性强等良好特性, 并能够准确地捕捉间断位置, 有效抑制伪振荡的产生。

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一种基于新型斜率限制器的理想磁流体方程的高分辨率熵相容格式
沈亚玲, 封建湖, 郑素佩, 李雅蓉
计算物理    2022, 39 (3): 297-308.   DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8405
摘要171)   HTML14)    PDF (10894KB)(652)   

针对磁流体动力学方程, 通过分析数据重建所需的条件, 构造一种基于MUSCL(Monotone Upstream-Centred Scheme for Conservation Laws)型重建方法的斜率限制器, 获得了一种求解理想磁流体动力学方程的高分辨率熵相容格式。该格式在解的光滑区域具有高精度; 在解的间断区域可以合理地控制耗散, 可有效避免非物理现象的产生。采用熵稳定格式、熵相容格式和新的高分辨率熵相容格式对一维、二维理想磁流体动力学方程进行数值模拟。结果表明: 新格式能准确地捕捉解的结构, 且具有无振荡、高分辨、鲁棒等特性。

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基于移动网格的熵稳定格式
程晓晗, 聂玉峰, 蔡力, 封建湖
计算物理    2017, 34 (2): 175-182.  
摘要357)   HTML3)    PDF (3159KB)(1069)   
提出一种基于移动网格的熵稳定格式求解双曲型守恒律方程.该方法利用等分布原理得到新的网格分布,基于守恒型插值公式计算新的网格上的物理量,使用熵稳定数值通量和三阶强稳定Runge-Kutta时间推进方法得到下一时刻的数值解.数值算例表明该格式不仅能有效提高解在间断处的分辨率,而且能消除可能产生的伪振荡.
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求解双曲守恒律方程的高分辨率熵相容格式
任炯, 封建湖, 刘友琼, 梁楠
计算物理    2014, 31 (5): 539-551.  
摘要287)      PDF (3147KB)(866)   
为提高熵相容格式的精度,利用限制器机制构造高分辨率格式,将构造的通量限制器插入熵相容格式,得到一类高分辨率熵相容格式.构造Euler方程高分辨率熵相容格式时,对熵相容格式中的几个参数做简单调整,提高了接触间断处的分辨率.将所得格式的数值结果与熵相容格式的数值结果比较表明,构造的高分辨率熵相容格式具有稳健和基本无振荡等特性.
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多车种LWR交通流模型的半离散中心迎风格式
胡彦梅, 封建湖, 陈建忠
计算物理    2014, 31 (3): 323-330.  
摘要350)      PDF (3024KB)(839)   
对多车种LWR交通流模型,给出一种半离散中心迎风格式,该格式以五阶WENO-Z重构和半离散中心迎风数值通量为基础.WENO-Z重构方法的引入提高了格式的精度,并保证格式具有基本无振荡的性质.时间的离散采用保持强稳定性的Runge-Kutta方法.通过数值算例验证了格式的有效性.
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求解双曲守恒律方程的高分辨率熵稳定格式
罗力, 封建湖, 唐小娟, 向量
计算物理    2010, 27 (5): 671-678.  
摘要322)      PDF (348KB)(901)   
熵稳定格式从物理概念出发,保证总熵关于时间耗散,在计算过程中无需进行熵修正,有效避免如膨胀激波,负压力等非物理现象,显示出独特的优点.通过插入限制器和在单元交界面处进行高阶重构,得到一类高分辨率的熵稳定格式.算例结果表明,格式具有可靠性,高精度和基本无振荡性等特点.
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双曲型守恒律的一种五阶半离散中心迎风格式
胡彦梅, 陈建忠, 封建湖
计算物理    2008, 25 (1): 29-35.  
摘要247)      PDF (394KB)(721)   
给出一种求解双曲型守恒律的五阶半离散中心迎风格式.对一维问题,该格式以五阶中心WENO重构为基础;对二维问题,用逐维计算的方法将五阶中心WENO重构进行推广.时间方向的离散采用Runge-Kutta方法.格式保持了中心差分格式简单的优点,即不用求解Riemann问题,避免进行特征分解.用该格式对一维和二维Euler方程进行数值试验,结果表明该格式是高精度、高分辨率的.
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求解粘性Hamilton-Jacobi方程的高阶方法
蔡力, 封建湖, 谢文贤, 王振海
计算物理    2005, 22 (2): 123-129.  
摘要257)      PDF (320KB)(705)   
提出了求解具有粘性项的Hamilton-Jacobi方程的二阶、四阶方法.该方法以加权基本无振荡(WENO)格式为基础,通过修正数值通量函数和构造右端粘性项的基于非线性限制器的二阶近似、基于Taylor展开的四阶近似,成功地求解了一维、二维的粘性Hamilton-Jacobi方程.给出的算例说明了本方法具有高分辨率、鲁棒性和无振荡特性.
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