浅水波方程的基于静水重构的有限体积格式

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由于水体底部不平而带有几何源项的浅水波方程,能够保持定常解。传统的数值格式通常无法保持该定常解,容易造成伪振荡,即使加细网格也无法完全消除数值振荡。Well-balanced格式能够在离散状态下保持定常解,更重要的是,well-balanced格式能够有效捕捉关于定常解的小扰动。因此,针对well-balanced格式的研究显得尤为重要。在本文中,我们设计了一种新的高阶well-balanced有限体积加权本质无振荡格式(简称WENO格式)。为了达到这一目的,我们首先采用适当的变量分解策略和流体静力学重构思想来构造数值流通量,然后,通过变量分解策略实现了针对重力源项的一种简单新颖的近似。严格的理论分析和广泛的数值结果均验证该格式精确保持well-balanced性质。此外,数值结果说明该格式针对光滑解保持高阶精度;即使基于较粗网格也能够有效捕捉小扰动。
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