وثيقة

High-order numerical schemes for convection-diffusion equations

الناشر
Sultan Qaboos University
ميلادي
2019
اللغة
الأنجليزية
الملخص الإنجليزي
In the first part of the thesis, we derive high-order finite difference schemes for solving steady-state convection-diffusion problems. The schemes exhibit higher order accuracy at the grid points yet utilize only compact stencils. The derivation is based on using the governing differential equation to approximate the leading truncation error terms in the central difference approximation. A comparison with the standard central and upwind difference schemes is made. Numerical experiments in one- and two-dimensional spaces are conducted to show the high-order accuracy of the HOC schemes, as well as their tendency to suppress false oscillations, In the second part of the thesis, we consider time-dependent problems. We derive a high-order compact alternating direction implicit (ADI) method for solving two- and three-dimensional unsteady convection-diffusion problems. The method is fourth-order in space and second-order in time. It permits multiple uses of the one dimensional tridiagonal algorithm with a considerable saving in computing time, and results in a very efficient solver. It is shown through a discrete Fourier analysis that the method is unconditionally stable. Numerical experiments are conducted to test its high accuracy and to compare it with well-known existing ADI methods.
الوصف
Thesis
الملخص العربي
في الجزء الأول من الرسالة ، نشتق طرائق الفروقات المنتهية ذات رتب عالية لحل معادلات الحمل الحراري والانتشار الحراري في الحالة الثابتة. ولقد أظهرت طريقة الإستنسل المدمج دقة عالية في نقاط الشبكة . يعتمد الاشتقاق على استخدام المعادلة التفاضلية الأساسية لتقريب مصطلحات الأخطاء المقطوعة في تقريب الفرق المركزي، بعد ذلك قمنا بإجراء مقارنة مع مخططات الفرق القياسية المركزية والطارئة. كما أجرينا تجارب عددية في الفراغات أحادية وثنائية الأبعاد لإظهار الدقة العالية في طريقة HOC ، فضلا عن ميلها إلى كبت التذبذبات الزائفة . في الجزء الثاني من الرسالة ، تطرقنا إلى المعادلات المتعلقة بالوقت. استخدمنا طريقة (ADI) المدمجة ذات الرتب العالية من أجل حل معادلات الانتشار الجراري والحمل الحراري الثنائي والثلاثي الأبعاد في الحالة الغير ثابتة. هذه الطريقة ذات رتبة رابعة في الفضاء ورتبة ثانية في الوقت . كما أنها تسمح باستخدامات متعددة الخوارزمية ثلاثية الأبعاد مع توفير كبير للوقت في زمن الحوسبة ، وينتج عنه حل فعال للغاية. وهذا يظهر من خلال تحليل فوريير المتقطع أن هذه الطريقة مستقرة بشكل غير مشروط، وأجرينا تجارب عددية لاختبار دقتها العالية ومقارنتها بأساليب ADI المعروفة حاليا.
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية

مواد أخرى لنفس الموضوع

الرسائل والأطروحات الجامعية
0
0
Al-Kalbaniyah, Kaltham Khamis Mubarak.
Sultan Qaboos University.
2023
الرسائل والأطروحات الجامعية
0
0
Al-Kindiyah, Fatma Mohammed Moosa.
Sultan Qaboos University.
2020
الرسائل والأطروحات الجامعية
0
0
Al-Mashrafi, Khaled Suleiman Mohammed.
Sultan Qaboos University
2005
الرسائل والأطروحات الجامعية
0
0
Al-Sawaeyah, .Amina Said
Sultan Qaboos University
2005