uu.seUppsala universitets publikationer
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Weak Boundary and Interface Procedures for Wave and Flow Problems
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Matematisk-datavetenskapliga sektionen, Institutionen för informationsteknologi, Avdelningen för teknisk databehandling. Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Matematisk-datavetenskapliga sektionen, Institutionen för informationsteknologi, Numerisk analys.
2011 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

In this thesis, we have analyzed the accuracy and stability aspects of weak boundary and interface conditions (WBCs) for high order finite difference methods on Summations-By-Parts (SBP) form. The numerical technique has been applied to wave propagation and flow problems.

The advantage of WBCs over strong boundary conditions is that stability of the numerical scheme can be proven. The boundary procedures in the advection-diffusion equation for a boundary layer problem is analyzed. By performing Navier-Stokes calculations, it is shown that most of the conclusions from the model problem carries over to the fully nonlinear case.

The work was complemented to include the new idea of using WBCs on multiple grid points in a region, where the data is known, instead of at a single point. It was shown that we can achieve high accuracy, an increased rate of convergence to steady-state and non-reflecting boundary conditions by using this approach.

Using the SBP technique and WBCs, we have worked out how to construct conservative and energy stable hybrid schemes for shocks using two different approaches. In the first method, we combine a high order finite difference scheme with a second order MUSCL scheme. In the second method, a procedure to locally change the order of accuracy of the finite difference schemes is developed. The main purpose is to obtain a higher order accurate scheme in smooth regions and a low order non-oscillatory scheme in the vicinity of shocks.

Furthermore, we have analyzed the energy stability of the MUSCL scheme, by reformulating the scheme in the framework of SBP and artificial dissipation operators. It was found that many of the standard slope limiters in the MUSCL scheme do not lead to a negative semi-definite dissipation matrix, as required to get pointwise stability.

Finally, high order simulations of shock diffracting over a convex wall with two facets were performed. The numerical study is done for a range of Reynolds numbers. By monitoring the velocities at the solid wall, it was shown that the computations were resolved in the boundary layer. Schlieren images from the computational results were obtained which displayed new interesting flow features.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Uppsala: Acta Universitatis Upsaliensis , 2011. , s. 42
Serie
Digital Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology, ISSN 1651-6214 ; 862
Nyckelord [en]
weak boundary conditions, multiple penalty, finite difference methods, summation-by-parts, high order scheme, hybrid methods, MUSCL scheme, shocks, stability, energy estimate, steady-state, non-reflecting
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik
Forskningsämne
Beräkningsvetenskap med inriktning mot numerisk analys
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:uu:diva-159440ISBN: 978-91-554-8176-6 (tryckt)OAI: oai:DiVA.org:uu-159440DiVA, id: diva2:445243
Disputation
2011-11-07, Room 2446, Polacksbacken, Lägerhyddsvägen 2D, Uppsala, 10:15 (Engelska)
Opponent
Handledare
Tillgänglig från: 2011-10-14 Skapad: 2011-10-02 Senast uppdaterad: 2011-11-09Bibliografiskt granskad
Delarbeten
1. Weak versus strong no-slip boundary conditions for the Navier-Stokes equations
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Weak versus strong no-slip boundary conditions for the Navier-Stokes equations
2010 (Engelska)Ingår i: Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, ISSN 1994-2060, Vol. 4, s. 29-38Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik Datavetenskap (datalogi)
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-112977 (URN)000276898600003 ()
Tillgänglig från: 2010-01-24 Skapad: 2010-01-24 Senast uppdaterad: 2018-01-12Bibliografiskt granskad
2. A weak boundary procedure for high order finite difference approximations of hyperbolic problems
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>A weak boundary procedure for high order finite difference approximations of hyperbolic problems
2011 (Engelska)Rapport (Övrigt vetenskapligt)
Serie
Technical report / Department of Information Technology, Uppsala University, ISSN 1404-3203 ; 2011-019
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-159353 (URN)
Tillgänglig från: 2011-09-23 Skapad: 2011-09-28 Senast uppdaterad: 2011-11-04Bibliografiskt granskad
3. Accurate and stable calculations involving shocks using a new hybrid scheme
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Accurate and stable calculations involving shocks using a new hybrid scheme
2009 (Engelska)Ingår i: Proc. 19th AIAA CFD Conference, AIAA , 2009Konferensbidrag, Publicerat paper (Refereegranskat)
Ort, förlag, år, upplaga, sidor
AIAA, 2009
Serie
Conference Proceeding Series ; 2009-3985
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik Datavetenskap (datalogi)
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-110133 (URN)
Tillgänglig från: 2009-11-04 Skapad: 2009-11-04 Senast uppdaterad: 2018-01-12Bibliografiskt granskad
4. A stable and conservative method for locally adapting the design order of finite difference schemes
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>A stable and conservative method for locally adapting the design order of finite difference schemes
2011 (Engelska)Ingår i: Journal of Computational Physics, ISSN 0021-9991, E-ISSN 1090-2716, Vol. 230, s. 4216-4231Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik Datavetenskap (datalogi)
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-134055 (URN)10.1016/j.jcp.2010.11.020 (DOI)000290185000007 ()
Tillgänglig från: 2010-11-20 Skapad: 2010-11-21 Senast uppdaterad: 2018-01-12Bibliografiskt granskad
5. Energy stability of the MUSCL scheme
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Energy stability of the MUSCL scheme
2010 (Engelska)Ingår i: Numerical Mathematics and Advanced Applications: 2009, Berlin: Springer-Verlag , 2010, s. 61-68Konferensbidrag, Publicerat paper (Refereegranskat)
Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Berlin: Springer-Verlag, 2010
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-132925 (URN)10.1007/978-3-642-11795-4_5 (DOI)000395207900005 ()978-3-642-11794-7 (ISBN)
Tillgänglig från: 2010-10-29 Skapad: 2010-10-29 Senast uppdaterad: 2018-06-16Bibliografiskt granskad
6. The Effect of Reynolds Number in High Order Accurate Calculations with Shock Diffraction
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>The Effect of Reynolds Number in High Order Accurate Calculations with Shock Diffraction
2010 (Engelska)Ingår i: Proc. 7th South African Conference on Computational and Applied Mechanics, South African Association for Theoretical and Applied Mechanics , 2010, s. 416-423Konferensbidrag, Publicerat paper (Refereegranskat)
Ort, förlag, år, upplaga, sidor
South African Association for Theoretical and Applied Mechanics, 2010
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik Datavetenskap (datalogi)
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-113571 (URN)978-0-620-49192-1 (ISBN)
Tillgänglig från: 2010-01-29 Skapad: 2010-01-29 Senast uppdaterad: 2018-01-12Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(2134 kB)622 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 2134 kBChecksumma SHA-512
e522da07926c043342545df87904234ae9eef421698ab5a44e7ea015f3b87d22d4432d502fd12186726f3746170b05671f729c7ef9db4bc65856e2ee3a08b75b
Typ fulltextMimetyp application/pdf
Köp publikationen >>

Personposter BETA

Abbas, Qaisar

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Abbas, Qaisar
Av organisationen
Avdelningen för teknisk databehandlingNumerisk analys
Beräkningsmatematik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 622 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

isbn
urn-nbn

Altmetricpoäng

isbn
urn-nbn
Totalt: 3057 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf