| 一种求解黏弹塑性介质流动的全隐格式算法 |
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| 引用本文： | 金一民,张怀,石耀霖.一种求解黏弹塑性介质流动的全隐格式算法[J].地球物理学报,2023(8):3242-3257. |
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| 作者姓名： | 金一民 张怀 石耀霖 |
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| 作者单位： | 1. 中国科学院大学地球与行星科学学院计算地球动力学重点实验室;2. 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海);3. 北京燕山地球关键带国家野外科学观测研究站中国科学院大学 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(41725017,U2039297,U2239205)；;国家重点研发计划项目(2020YFA0713401)； |
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| 摘 要： | 在岩石圈动力学数值模拟中，现有的黏弹塑性数值模型通常在每个时间步先使用迎风间断Galerkin方法对偏应力张量进行旋转，然后使用Particle-In-Cell (PIC)方法或场方法求解对流方程，所构成的时间离散格式为显格式或半隐格式.我们将黏弹塑性介质的经典数值模型和非牛顿流体力学领域的黏弹性流体问题计算方法相结合，提出了一种基于有限单元法的求解黏弹塑性介质流动的全隐格式算法.本文通过数值实验将这种全隐格式算法与PIC方法和半隐格式算法进行了详细的对比，实验结果表明全隐格式算法的数值稳定性优于PIC方法，而当Deborah数较高时精度优于半隐格式算法.同时，我们在应力场引入三阶WENO (Weighted Essentially Non-Oscillatory)限制器，可以在保留数值解精度的同时有效消除应力集中引起的数值振荡.
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| 关 键 词： | 隐格式 迎风间断Galerkin法 WENO限制器 黏弹塑性介质 |
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