多孔介质中单相可压缩流体流动的算例分析

介绍了三种数值格式求解多孔介质中单相单组合可压缩流动问题。单相可压缩流体的数学模型是由连续性方程、达西定律和状态方程以及初始条件和边界条件所描述。在交错网格中,经常运用块中心有限差分方法的迎风格式离散空间。三种经典的数值格式对时间项进行离散。此外,通过将数值解和解析进行解比较,验证了在单组分可压缩的情况下三种不同的数值格式的收敛性。

色散方程两层稳定的偏心隐格式

利用组合差商法对色散方程ut=auxxx的初边值问题,构造了两组带参数两层四点偏心隐式差分格式PL2,PR2,其截断误差为ο(τ+h2),稳定性随参数变化而变化。特殊的,若令某个节点前的系数为0,则得到二阶的半显格式。最后的数例既验证了理论分析的正确性,也说明了特取参数可以增强格式应用的灵活性。

三维热传导方程恒稳定的高精度半显式差分方法

提出了数值求解三维热传导方程的一种无条件稳定的高精度半显式差分方法,该方法可以显式计算且计算量小,截断误差为O(τ2+h4).数值算例验证了方法的精确性和可靠性.

保持总能量守恒的“半拉格朗日算法”

大气海洋问题数值计算的重要特征之一是需要作长时间的数值积分，因此在方程差分离散化后如何保持原问题的物理特性成为一个很关键的问题。从传统的“半拉格朗日法”和显式完全能量守恒差分法中吸取“营养”。

钻井多相流体运移特性及套压控制研究

井底发生气体溢流时,控压钻井多采用无模型自适应控压方式,浪费较多时效。初始套压调节并没有充分利用多相流模型,这主要由多相流模型计算结果的时效性及不准确性造成的。在尽可能缩短计算时间及准确计算气体滑脱产生的压降的基础上,利用节流阀工作引发的套压差来弥补气体的滑脱压降,这为井底恒压的有模型节流阀套压调节提供诸多便利。文中建立了控压钻中油、气、水及钻井液多相流体运移模型,利用半显式差分、牛顿拉夫逊迭代等方法对其编程求解,制定了一组恒压的套压控制方案,并分析了不同套压对溢流特性的影响。结果表明:地层水的侵入对井底压力及套压影响不显著,气体的侵入使井底压力大幅降低。套压对气体运移速度有较大影响,当套压从0.2MPa增至3.0MPa时,井口处的气相速度从8.1m/s降至2.6m/s;井底恒压的控制中,随溢流气柱高度增加,套压随之增大;当气体沿环空循环运移至井口时套压达到最大值;气柱沿环空循环出井口时套压逐渐减小;当溢流气相全部循环出井口时,套压保持恒定。这表明及早发现溢流,不仅可以减少节流阀工作负荷,更有利于井底恒压控制。

解抛物型方程组合差商法

作者用组合差商的方法对一维抛物型方程构造了两个半显格式前者是恒稳定的,格式的截断误差可达到O(τ+h3);后一种格式的截断误差可提高到O(τ2+h3),稳定性条件是0<r<1.17。

求解抛物型方程具较高精度的半显差分格式

本文用组合差商法在乘积型差商空间中对一维抛物型方程初边值问题构造了一个半显差分格式,格式的截断误差为O(τ2+h3),稳定性条件是0<r 1.5.

解色散方程的一类新的无条件稳定的半显格式

本文建立了解色散方程的一类新的三层的半显式差分格式 A_4.格式 A_4在很多方面类以于格式 A_3.它们都是无条件稳定的,且都可以显式地进行计算.这两类格式也都可以看作 Du-Fort Frankel 差分格式对色散方程的推广.

色散方程两层绝对稳定隐格式

对色散方程ut=auxxx的初边值问题,构造了两组带参数绝对稳定两层四点去心隐式差分格式,其截断误差为O(τ+h2).若适当选取参数,格式的精确度可高达O(τ+h3).若特殊的令某个节点前的系数为0,则得到二阶的半显格式.最后的数例验证了理论分析的正确性.这是两组灵活、实用的差分格式.

若干高精度恒稳的半显式差分格式

本文构造了解色散方程u_1=au_(xxx)的若干三层恒稳的半显式差分格式。第Ⅰ、Ⅱ类格式的局部截断误差的阶为D(τ~2+h^2+ τ~2/h^3);而第Ⅲ、Ⅳ类格式的局部截断误差的阶为D(τ~2+h^4+(τ/h)~2+τh。用判别稳定性的Von Neumann准则可证明:第Ⅰ、Ⅱ类格式及当参数α≤1时的第Ⅲ、Ⅳ类格式都是无条件稳定的,并且当必须的边界条件给定时它们可以显式地进行计算。

两类含参数高精度恒稳的半显式差分格式

本文建立了解色散方程u_1=au_(xxx)的两类含参数的三层的半显式差分格式.它们的局部截断误差的阶均为0或0.用判别稳定性的Von Neumann准则可以证明:当适当选取参数(a≤1)时,这些格式都是无条件稳定的,并且当必须的边界条件给定时它们可以显式地进行计算。在特殊情况下,离散误差的阶为0,但稳定性限制非常苛刻.

热传导方程的半显式格式

构造了求解一维热传导方程的两个半显式二层差分格式 ,并用VonNeumann方法讨论了其稳定性 结果表明 ,所得到的差分格式不仅能显式计算 ,而且绝对稳定 。

求解高维扩散方程的一种恒稳定的半显式差分格式

提出了数值求解二维和三维扩散方程的一种半显式差分格式,其截断误差为O(τ2+h2),并且是无条件稳定的.数值算例验证了方法的精确性和可靠性.

高阶schrodinger方程的恒稳显式与半显式差分格式

利用加耗散项的方法，构造了高阶ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程的无条件稳定的显式与半显式差分格式．

色散方程的六点半显式差分格式

本文构造色散方程u_1=au_(xxx)的一类三层六点的差分格式.其截断误差为0.格式是无条件稳定的,且用的网格点数少,精度高,可以用显式进行计算.文末用数值例子说明了格式对定解问题的应用。

求解Cahn-Hilliard方程非线性项的两种数值格式对比

基于快速显式算子分裂方法，将Cahn-Hilliard方程与分子束外延（MBE）方程分裂为非线性与线性两个部分．对非线性部分，采用中心差分与半离散有限差分两种格式进行数值计算；线性部分通过拟谱方法进行精确求解．在两种格式下，通过对数值解的全局Lo。误差估计，比较分析了两种格式的数值解差异以及运行效率．对于Cahn—Hilliard方程与MBE方程，两种格式的数值解一致；对Cahn—Hilliard方程的数值求解，中心差分格式的效率是半离散有限差分格式的3到6倍；在MBE方程的数值求解中，半离散有限差分格式的效率是中心差分格式的2倍．