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首页> 外文期刊>Journal of Computational Physics >An accurate time advancement algorithm for particle tracking
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An accurate time advancement algorithm for particle tracking

机译：精确的粒子跟踪时间提前算法

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We describe a particle position time advancement algorithm that is designed for use with several subgrid velocity reconstruction schemes used in LES/FDF methods, and potentially in other applications. These reconstruction schemes yield a subgrid velocity field with desirable divergence properties, but also with discontinuities across cell faces. Therefore, a conventional time advancement algorithm, such as second-order Runge-Kutta (RK2), does not perform as well as it does with a smooth velocity field. The algorithm that we describe, called Multi-Step RK2 (MRK2), builds upon RK2 by breaking up the time step into two or more substeps whenever a particle crosses one or more velocity discontinuities. When used in conjunction with the parabolic edge reconstruction method, MRK2 performs considerably better than RK2: both the final position of an advected particle, and the final area of a 2D infinitesimal area element are second-order accurate in time (as opposed to first-order accurate for RK2). Furthermore, MRK2 has the theoretical advantage that it better preserves the continuity of the mapping between initial and final particle positions. (c) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.
机译：我们描述了一种粒子位置时间提前算法，该算法设计用于LES / FDF方法以及可能在其他应用程序中使用的几种子网格速度重构方案。这些重构方案产生了具有理想发散特性的亚网格速度场，但在整个单元表面上也存在不连续性。因此，常规的时间提前算法，例如二阶Runge-Kutta（RK2），在平滑速度场下的性能不佳。我们描述的称为多步RK2（MRK2）的算法基于RK2，每当粒子穿过一个或多个速度不连续点时，就将时间步分为两个或多个子步。与抛物线边缘重建方法结合使用时，MRK2的性能要比RK2更好：平移粒子的最终位置和2D无穷小面积元素的最终面积在时间上都是二阶精确度（相对于一阶精确度而言，准确订购RK2）。此外，MRK2具有理论上的优势，它可以更好地保留初始粒子位置和最终粒子位置之间映射的连续性。 （c）2008 Elsevier Inc.保留所有权利。

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