2020, Shilnikov, K. E., Kochanov, M. B., Шильников, Кирилл Евгеньевич, Кочанов, Марк Борисович

© Published under licence by IOP Publishing Ltd.For the numerical solution of two-dimensional (2D) nonlinear heat conduction problem a transition to a moving coordinate system is used. A local speed of the latter is chosen in such a way that the considered process is close to stationary. Such coordinate system guarantees a concentration of grid nodes in a range of the solution features. This allows for a quality improvement of the obtained numerical solution with a small number of computational grid nodes. The developed numerical algorithm is tested on the heat wave propagation problem which has an exact solution.

2024, Ладыгин, С. А., Карачурин, Р. Н., Шильников, К. Е., Рябов, П. Н., Карачурин, Рауль Нуриевич, Шильников, Кирилл Евгеньевич, Ладыгин, Станислав Аркадьевич, Рябов, Павел Николаевич

В данной работе предлагается новый метод построения нерегулярной сетки для численного решения задач, содержащих одномерное уравнение конвекции-диффузии, часто встречающегося в различных областях вычислительной математики, физики и химии. Традиционные подходы либо используют регулярные сетки с большим числом узлов, либо адаптивные сетки, требующие перестройки на каждом шаге решения, что может быть вычислительно затратным. Наш метод основан на преобразовании неоднородной сетки в равномерную с помощью функции локальных деформаций, определяемой на основе критерия монотонности. Это позволяет получать монотонное решение на сетке с существенно меньшим числом узлов, повышая тем самым экономичность разностной схемы. Мы рассматриваем как стационарное, так и нестационарное уравнения конвекции-диффузии, описывая соответствующие алгоритмы построения сеток для дивергентной и недивергентной форм записи конвективных членов. Приведены примеры применения метода к различным задачам, демонстрирующие его преимущества по сравнению с существующими подходами на регулярных сетках. Представленный подход сочетает в себе преимущества нерегулярных сеток для повышения эффективности решения и использование критерия монотонности для обеспечения устойчивости схемы, расширяя возможности численных методов для дифференциальных уравнений.