课程编号: 011M5007H |
课时: 40 |
学分: 2.0 |
课程属性: 专业普及课 |
主讲教师:刘伟等 |
英文名称: Numerical Solutions of Differential Equations Ⅱ |
教学目的、要求
系统学习双曲型方程的数值方法,包括有限差分和有限体积方法,包括传统的TVD方法和热门的WENO方法,间断有限元方法。掌握双曲型方程的数值格式理论,了解现代科学计算方法的设计思路,能够独立编制一维或者二维模型问题的程序作业,完成完整的书面计算报告
预修课程
教 材
主要内容
第一章 有限差分法的理论基础 (重点) 10学时
1. 构造差分格式的主要方法; 2学时
2. 差分格式的一般性要求; 2学时
3. Lax等价性定理; 2学时
4. 差分格式的von Neumann稳定性分析方法; 2学时
5. 差分格式的修正方程。 2学时
第二章 一维非线性双曲型守恒律的数值方法 10学时
1. 非线性双曲型守恒律的间断解、弱解、熵条件; 2学时
2. 标量守恒律的Riemann问题解及Godunov格式; 2学时
3. 熵修正、数值粘性、Osher格式及高分辨率波传播格式; 2学时
4. 守恒型与Lax-Wendroff定理、非线性稳定性及收敛性;(难点) 2学时
5 非线性守恒律方程组的MUSCL格式。 2学时
第三章 多维双曲型守恒律的高分辨率格式 10学时
1. 多维方程组的双曲性; 2学时
2.Lax-Wendroff方法、Runge-Kutta推进的半离散方法、维数分裂方法; 2学时
3. 标量方程组的L-W方法、Godunov 格式及角迎风格式; 2学时
4. 多维标量方程组的高分辨率格式; 2学时
5. 多维向量方程组的高分辨率格式。 2学时
第四章 双曲型守恒律的其它高分辨率方法(难点) 10学时
1. ENO与WENO格式; 5学时
2. 间断有限元方法。 5学时
参考文献
R. Leveque, Numerical methods for conservation laws, ETH Zurich, 1992.
C.A.J. Fletcher, Computational Techniques for Fluid Dynamics 1, (second edition), Spinger-Verlag, 1991.