Impact of Limiters on Accuracy of High-Resolution Flow and Transport Models / Brett F. Sanders in Journal of engineering mechanics, Vol. 132 N°1 (Janvier 2006)

Impact of Limiters on Accuracy of High-Resolution Flow and Transport Models = Impact des Limiteurs sur l'Exactitude des Modèles à Haute Résolution d'Ecoulement et de Transport [texte imprimé] / Brett F. Sanders, Auteur ; Bradford, Scott F., Auteur ; Teng, Michelle H., Éditeur scientifique . - 2006 . - 87-98 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 87-98 p.

Mots-clés :	Accuracy Mass transfer Overland flow Oscillations Shallow waters Predictions Exactitude Transfert de masse Ecoulement surface Eaux peu profondes
Index. décimale :	621.34
Résumé :	High resolution finite volume schemes used to predict mass transport and free surface flows utilize limiters such as Minmod, Double Minmod, and Superbee to prevent spurious oscillations commonly associated with second order accurate schemes. These Limiters effectively switch between the classical Lax Wendroff, Warming Beam, and Fromm schemes, or amplified versions of these schemes that artificially increase gradient magnitudes to minimize damping of high frequency solution components. A Von Neumann analysis illustrates that gradient or slope amplification reduces numerical dissipation, but also increases the phase error and should therefore be cautiously used. The Double Minmod limiter closely mimics the Fromm scheme and possesses better phase accuracy than the Minmod and Superbee limiters. Near sharp solution gradients, slope amplification used by the Double Minmod and Superbee limiters reduces artificial smearing. The Minmod limiter does not use slope amplification and therefore yields the most solution smearing. Results of model tests show that the combined attributes of the Double Minmod limiter yield more accurate predictions of mass transport and circulation zones in shallow water than those of other limiters such as Minmod and superbee. Les arrangements finis de haute résolution de volume prévoyaient que le transport de masse et les écoulements extérieurs libres utilisent des limiteurs tels que Minmod, double Minmod, et Superbee pour empêcher de fausses oscillations généralement liées aux arrangements précis du second degré. Ces limiteurs commutent efficacement entre le Wendroff relâché classique, les arrangements de chauffage de faisceau, et de Fromm, ou les versions amplifiées de ces arrangements qui augmentent artificiellement des grandeurs de gradient pour réduire au minimum l'atténuation des composants à haute fréquence de solution. Une analyse de Neumann de Von illustre que l'amplification de gradient ou de pente réduit la dissipation numérique, mais également augmente l'erreur de phase et devrait donc être avec précaution employée. Le double limiteur de Minmod imite étroitement l'arrangement de Fromm et possède une meilleure exactitude de phase que les limiteurs de Minmod et de Superbee. Près des gradients pointus de solution, l'amplification de pente employé par les doubles limiteurs de Minmod et de Superbee réduit le barbouillage artificiel. Le limiteur de Minmod n'emploie pas l'amplification de pente et ne rapporte pas donc la plupart de barbouillage de solution. Les résultats des essais modèles prouvent que les attributs combinés des prévisions plus précises de rendement de limiteur de Minmod de double des zones de masse de transport et de circulation dans l'eau peu profonde que ceux d'autres limiteurs tels que Minmod et superbee.