In this paper, we propose an efficient quadratic interpolation formula utilizing solution gradients computed and stored at nodes and demonstrate its application to a third-order cell-centered finite-volume discretization on tetrahedral grids. The proposed quadratic formula is constructed based on an efficient formula of computing a projected derivative. It is efficient in that it completely eliminates the need to compute and store second derivatives of solution variables or any other quantities, which are typically required in upgrading a second-order cell-centered unstructured-grid finite-volume discretization to third-order accuracy. Moreover, a high-order flux quadrature formula, as required for third-order accuracy, can also be simplified by utilizing the efficient projected-derivative formula, resulting in a numerical flux at a face centroid plus a curvature correction not involving second derivatives of the flux. Similarly, a source term can be integrated over a cell to high-order in the form of a source term evaluated at the cell centroid plus a curvature correction, again, not requiring second derivatives of the source term. The discretization is defined as an approximation to an integral form of a conservation law but the numerical solution is defined as a point value at a cell center, leading to another feature that there is no need to compute and store geometric moments for a quadratic polynomial to preserve a cell average. Third-order accuracy and improved second-order accuracy are demonstrated and investigated for simple but illustrative test cases in three dimensions.


翻译:本文提出了一种利用节点处计算并存储的解梯度的高效二次插值公式,并展示了其在四面体网格上三阶单元中心有限体积离散中的应用。该二次公式基于一种高效的计算投影导数的公式构建。其高效性体现在完全消除了计算和存储解变量或其他量的二阶导数的需求,而这些在将二阶非结构网格有限体积离散升级到三阶精度时通常是必需的。此外,三阶精度所需的高阶通量求积公式也可通过利用该高效的投影导数公式进行简化,从而得到面心处的数值通量加上一个不涉及通量二阶导数的曲率修正项。类似地,源项在单元上的高阶积分可表示为单元形心处的源项值加上一个曲率修正项,同样不需要源项的二阶导数。离散形式定义为守恒律积分形式的近似,但数值解定义为单元中心的点值,这带来了另一个特点:无需计算和存储用于保持单元平均值的二次多项式的几何矩。通过简单但具有代表性的三维测试算例,展示并研究了该方法的三阶精度和改善的二阶精度。

0
下载
关闭预览

相关内容

二阶导数,是原函数导数的导数,将原函数进行二次求导。一般的,函数y=f(x)的导数y'=f'(x)仍然是x的函数,则y'=f'(x)的导数叫做函数y=f(x)的二阶导数。
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | CFPO:用反事实策略优化提升多模态推理
专知会员服务
1+阅读 · 38分钟前
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
1+阅读 · 40分钟前
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
2+阅读 · 52分钟前
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:11
《人工智能生成的零日漏洞:对未来作战的影响》
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员