A high order Godunov scheme with constrained transport and adaptive mesh refinement for astrophysical and geophysical MHD     

Romain Teyssier 《地球物理与天体物理流体动力学》2013,107(3-4):199-225

We propose to extend the well-known MUSCL-Hancock scheme for Euler equations to the induction equation modeling the magnetic field evolution in kinematic dynamo problems. The scheme is based on an integral form of the underlying conservation law which, in our formulation, results in a “finite-surface” scheme for the induction equation. This naturally leads to the well-known “constrained transport” method, with additional continuity requirement on the magnetic field representation. The second ingredient in the MUSCL scheme is the predictor step that ensures second order accuracy both in space and time. We explore specific constraints that the mathematical properties of the induction equations place on this predictor step, showing that three possible variants can be considered. We show that the most aggressive formulations reach the same level of accuracy than the other ones, at a lower computational cost. More interestingly, these schemes are compatible with the Adaptive Mesh Refinement (AMR) framework. It has been implemented in the AMR code RAMSES. It offers a novel and efficient implementation of a second order scheme for the induction equation. The scheme is then adaptated to solve for the full MHD equations using the same methodology. Through a series of test problems, we illustrate the performances of this new code using two different MHD Riemann solvers (Lax–Friedrich and Roe) and the need of the Adaptive Mesh Refinement capabilities in some cases. Finally, we show its versatility by applying it to the ABC dynamo problem and to the collapse of a magnetized cloud core.  相似文献   

3D GIS支持下盐腔围岩三维计算模型的生成     

王永志  盛业华  周良辰  陈建忠  梁艳 《岩土力学》2012,33(5):1557-1564

目前盐腔围岩蠕变模拟中计算网格生成多是理想化的,并没有充分利用真实探测数据。针对这些问题,提出了一种新的三维计算模型生成方法。借助HalfEdge数据结构,基于研究区域边界、DEM（digital element model,数字高程模型）和钻井数据,构建了研究区域地层三维模型;基于声纳测腔数据构建了盐腔三维模型,并对其进行了拓扑检查与修正;将地层三维模型与盐腔三维模型进行三维空间布尔运算,获取盐腔围岩三维模型;通过对该模型进行三维空间网格离散,得到盐腔围岩四面体网格单元,即数值模拟计算模型。通过该方法构建的三维计算模型,可以为后期盐腔围岩蠕变数值模拟过程提供有效的计算网格,进而可以为盐腔的建造,尤其是安全合理地利用盐腔提供科学依据和技术支持。  相似文献   

三角网格模型剖分方法的研究与应用   总被引：1，自引：0，他引：1  

高阳  冯西会  汶小刚  张岩 《中国煤炭地质》2013,(10):48-52

数值波场正演在地震学和勘探地球物理学领域正得到越来越广泛的应用,用一个好的方法来建立一个复杂的地质模型则显得尤为关键。三角网格模型相对于层状模型和矩形网格模型在反映地质界面形态、三角网格剖分个数调节及射线追踪速度等方面具有明显优势。利用三角网格剖分的建模方法,在VC2008编程环境下实现了复杂地质模型的描述。通过对复杂模型的建模测试,表明采用三角网格剖分方法,可解决以下模型难题：①对复杂模型界面的描述;②对复杂逆断层的描述;③对封闭块体的描述;④对模型弹性参数进行描述。  相似文献   

渗流问题的三维h型自适应有限元法研究     

冯学敏  陈胜宏 《岩土力学》2003,24(4):653-656

研究了三维渗流的自适应有限元法,建立了集成网格自动剖分、渗流有限元分析、网格调整、后处理等四大模块的四面体单元h型自适应系统。给出的算例证实了系统的有效性和优越性。  相似文献   

航海图四面体模型和未来发展     

王昭  董江  任福 《测绘地理信息》2022,47(1):91-95

在信息与通信技术(information and communications technology,ICT)时代,电子航海图(electronic navigational chart,ENC)的迅猛发展使得纸质海图的未来引起航海界的广泛讨论.借鉴地图四面体模型,从4个层面探讨了航海图领域实地、纸质海图、电子海图和用...  相似文献   

平面无结节网衣水阻力系数的试验研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

李玉成  桂福坤 《海洋学报》2006,28(5):145-151

通过物理模型试验,统计分析得到了无结节网衣的水阻力系数在不同状态下随雷诺数、倾角和布置状态的变化规律,并通过网衣沉子的组合试验验证了所得经验公式的正确性和适用性,为深水网箱等渔具的水动力计算提供了依据.  相似文献   

南海西北部夏冬季浮游介形类的分布及其影响因素     

廖彤晨  尹健强  李开枝  谭烨辉 《热带海洋学报》2020,39(2):77-87

海洋浮游介形类(Ostracods)是一类分布较广的小型甲壳动物, 在海洋碳循环中起重要作用。目前国内海洋浮游动物采样常使用505μm网目孔径的浮游生物网, 从而导致个体较小的介形类被忽略。文章根据2006年7—8月(夏季)和2006年12月—2007年1月(冬季)在南海西北部海域分别使用网目孔径为505μm和160μm浮游生物网采集的样品, 比较不同网目所获浮游介形类种类和丰度的差异, 分析介形类种类和丰度的分布特征, 探讨环境因素对其时空分布的影响。160μm网目采集的浮游介形类种类和丰度均高于505μm。基于160μm网目数据分析浮游介形类群落结构: 1) 鉴定浮游介形类32种, 其种数由近岸向外海递增, 等深线100m以浅海域的种数显著高于100m以深海域(p<0.01); 2) 夏季浮游介形类的丰度高于冬季, 夏季丰度高值区主要出现在雷州半岛东部和琼东近岸, 显著高于外海(p<0.05), 冬季介形类丰度分布较为均匀; 3) 优势种针刺真浮萤(Euconchoecia aculeata)是近岸高丰度的主要贡献种; 4) 介形类种数与温度和水深呈显著正相关, 丰度与叶绿素a浓度呈正相关, 而与温度和盐度呈负相关。夏季琼东沿岸上升流和粤西沿岸流有助于浮游介形类在雷州半岛和海南岛东部近岸海域形成较高的丰度, 最高达1252个·m^-3。同时, 建议今后研究浮游介形类采用网目孔径小的浮游生物网进行采集以便全面评估其群落结构特征。  相似文献   

城市场景结构感知的网格模型简化算法     

张春森  张会  郭丙轩  彭哲 《测绘学报》2020,49(3):334-342

针对二次误差测度(QEM)网格简化算法全局几何特征信息损失严重的缺点,提出一种具有结构感知功能面向城市三维模型重建的网格简化算法。该算法顾及城市影像中平面结构特征,以代理平面为全局特征约束条件,使模型在简化过程中全局结构特征更多地被保持,以利于多层次细节模型(LOD技术)、网格优化提速等模型后续操作。以倾斜摄影获取影像生成的初始三角网格模型为试验数据,采用所给算法对其进行网格简化并与QEM算法进行对比。结果表明:所给算法简化精度及简化效率均优于QEM算法。  相似文献   

球面退化四叉树格网的剖分及变形分析   总被引：6，自引：5，他引：1  

崔马军  赵学胜 《地理与地理信息科学》2007,23(6):23-25

为有效解决经纬度格网与四元三角网(QTM)在全球空间数据管理与操作中存在的不足,提出一种新的全球离散格网剖分方法——球面退化四叉树格网(DQG),给出该格网的剖分原理与编码规则,并对其进行几何变形计算与分析。结果表明:DQG既具有经纬度格网结构简单的特征,又具有QTM几何变形稳定等优点。  相似文献   

无结构网格二维河口海岸水动力数值模式的建立及其应用   总被引：2，自引：0，他引：2  

陈昞睿  朱建荣  吴辉  李路  王彪 《海洋学报》2010,32(2):31-39

为完全拟合河口近海复杂岸线和工程结构以及有效局部加密,设计并建立了一个无结构三角形网格二维河口海岸水动力数值模式。空间离散主要基于有限体积法以保证守恒性,时间积分采用预估修正法以提高精度。水位在三角形网格中心通过连续方程求解;水平x方向和y方向的流速U和V均在网格边中点上通过动量方程求解。流速平流项的求解中采用了TVD格式。TVD流速平流通量为一个一阶迎风格式通量和一个二阶格式通量的组合,一阶格式通量和二阶格式通量根据流速的局部分布情况得出配比,最终组合得到TVD通量。TVD格式具有低耗散和无频散的优点,提高了模式的稳定性。应用实测资料验证建立的模式,结果显示水位、流速和流向的计算值与实测值均符合良好。  相似文献