数学百科

拉格朗日差分法

2023-06-06

英文

Lagrangian difference methods

简介

一类偏微分方程数值解法.指利用拉格朗日坐标,从拉格朗日形式流体力学方程出发求解流体力学问题的差分方法的总称,简称拉格朗日法.

拉格朗日坐标建立在流体质团上,跟踪质团的运动,因此,拉格朗日法就是数值的研究固定质团的位置、速度和其他力学量的变化的差分方法.通常取t=0时的质点坐标(x0,y0,z0)和时间t作为拉格朗日坐标,即质点坐标(x,y,z)是时间t和表示质点初始位置的(x0,y0,z0)的函数.一维问题经常利用质量坐标.

拉格朗日法有许多优点:方程形式比较简单,不出现输运项,因而容易建立精度高而又稳定的格式.由于它跟踪固定的质团,能够精确表示界面和自由面,所以可以用来计算包含多种物质的系统.由于一维流体力学运动中的质团是“有序的”,因此拉格朗日方法特别适于计算一维流动问题.因它不能处理大畸变和不同物质间剪切间断的滑移现象,故对于一些复杂的具大畸变的二、三维多物质流动问题会遇到困难,但借助滑移面技术和再分区技术在一定程度上可以克服这些困难.