内容简介
本课的目标当然不是进行运动界面追踪方法的研究和应用,而是以这个问题作为一条线索,将数学模型的讨论、数值方法特别是近代发展起来的有效方法的介绍和讲授,贯穿在同一的目的之下。
所以,本课的基本内容可以分为三部分:
1.向学生介绍运动界面问题的一些有意义、 又有趣的数学模型。
这里既有经典的Stefan问题或者活动边界问题、自由面问题,又有现在具有较大难度的运动界面基本物理场的复合模型。我们希望读者能够看到它们的实际物理意义和应用前景,从而产生出兴趣和解决它们的愿望。
2.介绍和讲授当代发展的数值方法。
包括解决运动界面追踪的高分辨率方法和重构方法,以及数值模拟基本物理场的数值方法,特别是如何协调运动界面追踪计算和对主场数值模拟的关系。
在这里, 自然要对有限差分方法的基本理论和设计方法;特别是Upwind,或者特征线的概念和思想,弱解或者间断解的理论和方法,例如Riemann问题、Roe的解法和各种重要的高分辨率方法等等进行讲授。此外,对于间断有限元和有限体积法也将做简单而实用的介绍。
3.利用我们介绍的数值方法和程序,实际地去进行具有典型性的运动界面数学模型的计算和模拟。
这就是说,本书中另一个重要的内容,就是把所讲授的数值方法,利用典型的运动界面问题的例子,进行数值模拟实验,进行比较、分析和评论。从中对于各种数值方法,说明其特点、适应性和存在的问题,以及需要注意的地方。