解释收敛性研究结果,固定 CFL

计算科学 收敛
2021-12-23 04:04:23

我正在尝试确定我的数值方法的顺序,以使用浸入边界法解决流固耦合问题。我正在使用 Crank-Nicolson 来求解流体方程,并且使用显式运算符拆分 + 投影方法及时更新浸没体。流体方程的 CFL 条件为

CFL=|umax(t)|ΔtΔx.

我运行了一组模拟,其中我保持时间步长固定并优化流体和身体网格的空间分辨率。这样,我就能够确定我的方案准确性的空间顺序。

现在,当我尝试保持空间分辨率固定并改变时间步长时,有时会违反 CFL 条件。不想诉诸非常微小的时间步长,我做了一个收敛性研究,我将 CFL 数固定并改变空间和时间分辨率的比例。然而,这告诉了我整个数值方法的总体顺序,并没有区分空间和时间收敛速度。是不是在这种情况下,如果时间精度小于空间精度,那么结果会告诉我时间收敛速度吗?

1个回答

如果您试图隔离空间误差,您将需要选择一个固定但非常小的时间步长,这样您就可以保证时间误差比所考虑的每个网格的空间误差小几个数量级。显然,如果您想隔离时间误差,则相反,选择非常精细的空间离散化并改变时间步长。