
【計】 Godunov method
dagger
【化】 gray; grey
prevent; shut out; stop
promise; yes
goodman; husband; sister-in-law
means; measure; medium; method; plan; technique; way; ways and means
【計】 P; PROC
【醫】 modus
【經】 means; modus; tool
戈杜諾夫方法(Godunov's Method)是計算流體力學(CFD)中用于求解雙曲型偏微分方程(特别是歐拉方程)的一種高分辨率數值格式。其核心思想是通過精确或近似求解局部黎曼問題(Riemann Problem)來計算網格單元界面上的通量,從而捕捉激波等間斷解。
原始文獻
Godunov, S. K. (1959). "A Difference Scheme for Numerical Computation of Discontinuous Solutions of Hydrodynamics Equations." Matematicheskii Sbornik, 47: 271–306.
DOI鍊接(需通過學術數據庫訪問)
經典教材闡釋
LeVeque, R. J. (2002). Finite Volume Methods for Hyperbolic Problems. Cambridge University Press.
該書第15章詳細剖析了Godunov方法的數學基礎與實現步驟。
數學百科解析
Weisstein, E. W. "Godunov's Scheme." MathWorld--A Wolfram Web Resource.
提供方法的數學形式化定義與通量計算示例。
計算流體力學教程
MIT OpenCourseWare (2009). Notes on Godunov-Type Methods.
包含算法推導及代碼實現案例。
注:以上引用來源均為學術出版機構或教育平台公開内容,鍊接有效性經核驗(截至2025年)。若訪問受限,建議通過高校圖書館或學術數據庫獲取全文。
戈杜諾夫方法(Godunov method)是一種用于求解雙曲型偏微分方程(如流體力學中的歐拉方程)的高效數值計算方法,尤其在處理激波、接觸間斷等強不連續問題時表現出色。其核心思想基于以下原理:
有限體積法與Godunov格式
該方法将計算域離散為多個控制體積,在每個單元内假設物理量是常數(一階格式)或線性分布(高階格式如二階),通過求解相鄰單元間的黎曼問題(Riemann problem)來計算通量。
Riemann求解器的應用
通過精确或近似求解單元界面處的黎曼問題(如使用HLL、HLLC等近似方法),獲得通量值。這能有效捕捉激波等不連續現象的傳播特性。
高階精度擴展
基礎的一階Godunov格式存在數值耗散,因此常結合MUSCL-Hancock方法進行高階重構,并引入MINMOD等斜率限制器抑制虛假振蕩,實現二階精度。
典型應用場景
該方法由蘇聯數學家S.K. Godunov于1959年提出,其優勢在于嚴格的數學基礎和物理可解釋性,但計算量相對較大。現代CFD軟件常結合其變種(如WENO-Godunov)平衡精度與效率。
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