Open AccessStability study of finite-difference-based lattice Boltzmann schemes with upwind differences of high order approximation
Author(s) -
Gerasim V. Krivovichev,
S. A. Mikheev
Publication year - 2015
Publication title -
vyčislitelʹnye metody i programmirovanie
Language(s) - English
Resource type - Journals
eISSN - 1726-3522
pISSN - 0507-5386
DOI - 10.26089/nummet.v16r220
Subject(s) - lattice boltzmann methods , mathematics , stability (learning theory) , finite difference , linear approximation , upwind scheme , von neumann stability analysis , boundary value problem , von neumann architecture , grid , mathematical analysis , neumann boundary condition , physics , nonlinear system , geometry , mechanics , computer science , quantum mechanics , pure mathematics , discretization , machine learning
Исследуется устойчивость трехслойных конечно-разностных решеточных схем Больцмана третьего и четвертого порядков аппроксимации по пространственным переменным. Проводится анализ устойчивости по начальным условиям с использованием линейного приближения. Для исследования используется метод Неймана. Показано, что устойчивость схем можно улучшить за счет аппроксимации конвективных членов во внутренних узлах сеточного шаблона. В этом случае удается получать большие по площади области устойчивости, чем при аппроксимации в граничных узлах шаблона. The stability of three-level finite-difference-based lattice Boltzmann schemes of third and fourth orders of approximation with respect to spatial variables is studied. The stability analysis with respect to initial conditions is performed on the basis of a linear approximation. These studies are based on the Neumann method. It is shown that the stability of the schemes can be improved by the approximation convective terms in internal nodes of the grid stencils in use. In this case the stability domains are larger compared to the case of approximation in boundary nodes.