Christina Steiner (RWTH Aachen): Adaptive Zeitschrittweitensteuerung für Erhaltungssätze mittels
adjungierter Fehlerdarstellung
Thursday, 22.04.2010 14:15 im Raum N3
Wir untersuchen eine neue Technik für die Zeitschrittadaption bei
hyperbolischen Erhaltungssätzen. Der Kern der Methode ist eine
räumlich-zeitliche Aufspaltung der adjungierten Fehlerdarstellung für
Zielfunktionale ähnlich wie bei Süli und Hartmann. Diese stellt eine
effiziente Wahl der Zeitschrittweiten für implizite Berechnung von schwach
instationären Strömungen zur Verfügung. Der Zeitschritt ist in Bereichen
stationärer Lösung sehr groß, und wird klein, wenn eine Störung ins
Strömungsfeld einläuft. Neben der Anwendung der bekannten adjungierten
Techniken führen wir einen neuen Ansatz ein, der die Berechnung des dualen
Problems vereinfacht. Aufgrund der Galerkin-Orthogonalität, taucht die duale
Lösung selbst nicht in der Fehlerdarstellung auf. Stattdessen ist der
relevante Ausdruck die Differenz zwischen dualer Lösung und deren Projektion
in den Finite-Elemente-Raum. Wir können zeigen, dass es reicht den räumlichen
Gradient der dualen Lösung zu berechnen. Dieser Gradient erfüllt einen
Erhaltungssatz, anstelle einer Transportgleichung und kann deshalb mit dem
gleichen Algorithmus wie das Vorwärtsproblem und im gleichen Finite Element
Raum berechnet werden. Das Potential dieses Ansatzes zeigen wir zunächst
anhand eines schwach instationären skalaren eindimensionalen Testproblems.
Dann dehnen wir die Berechnung auf die zweidimensionalen Euler Gleichungen
aus. Dabei koppeln wir die zeitadaptive Methode mit einer räumlichen
Adaption. Für die räumliche Adaption verwenden wir eine Multiskalen-basierte
Strategie, die von Müller entwickelt wurde. Diese kombinieren wir mit der
zeitlichen Adaption. Die kombinierte räumlich-zeitliche Adaption liefert eine
effiziente Wahl der Zeitschritte für implizite Diskretisierungen von schwach
instationären Strömungen. Die Zeitschritte sind in den Bereichen stationärer
Lösung sehr groß und werden klein, wenn eine Störung in das Rechengebiet
einläuft. Die Leistungsfähigkeit des Lösers wird für eine reibungsfreie
Strömung über eine Bodenwelle untersucht.
Angelegt am 08.01.2010 von Mario Ohlberger
Geändert am 08.04.2010 von Mario Ohlberger
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