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Flux-based level set method on rectangular grids and computation of first arrival time functions

机译：基于通量的矩形网格水平集方法和首次到达时间函数的计算

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Flux-based level set method is a finite volume method for the numerical solution of advective level set equation which describes the transport of level lines by an external velocity field and by a speed in normal direction. The method is introduced for rectangular grids without using any dimensional splitting. The second order accurate discretization scheme is derived with one free parameter in the definition of piecewise linear reconstruction. A significant improvement of the accuracy can be obtained by special choices of this parameter for two benchmark examples of linear conservation laws. Moreover, the flux-based level set method can be used for computation of first arrival time functions in the class of problems such as "boat sailing" or "fire spread" where some external velocity field (e.g., a water or wind flow) must be considered additionally to the speed of boat or fire. Numerical experiments confirm very good performance of the method for this type of problems.
机译：基于通量的水平集方法是对流水平集方程的数值解的有限体积方法，该方程描述了通过外部速度场和法向方向上的速度来传输水平线。该方法是在不使用任何尺寸分割的情况下针对矩形网格引入的。在分段线性重构的定义中，使用一个自由参数导出了二阶精确离散方案。通过对线性守恒定律的两个基准示例进行特殊选择，可以显着提高精度。此外，基于通量的水平设置方法可用于计算诸如“船航行”或“火势蔓延”之类的问题中的首次到达时间函数，在这些问题中，必须要有一些外部速度场（例如水或风流）被认为是船速或火速的补充。数值实验证实了该方法对此类问题的良好性能。

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  • 来源
    《Computing and visualization in science》 |2009年第6期|297-306|共10页
  • 作者

    Peter Frolkovic; Christian Wehner;

  • 作者单位

    Ruprecht-Karls-Universitaet Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 368,69120 Heidelberg, Germany;

    Ruprecht-Karls-Universitaet Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 368,69120 Heidelberg, Germany;

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