infistream

5.5 Dominasi diagonal

Dominasi diagonal. Mari kita kembali ke persamaan transportasi di Bagian 5.1

@T- @t + r (uT ) r ( rT ) = 0 \relax \special {t4ht=
(5.12)

Jika metode Gauss-Seidel diterapkan untuk menyelesaikan persamaan, solusi yang konvergen hanya dijamin jika kondisi dominasi diagonal dari Bagian 5.3 terpenuhi.

Kontribusi terhadap koefisien diagonal dan di luar diagonal dirangkum di bawah ini untuk setiap term dalam persamaan.

Istilah Laplacian eqn (perhatikan tanda), di-diskritisasi oleh Persamaan (3.2) dan Persamaan (3.5), memberikan kontribusi positif pada koefisien diagonal (yang terkait dengan  eqn) yang sama dengan jumlah magnitudo dari koefisien di luar diagonal yang negatif (untuk eqn).

Kontribusi dari istilah adveksi  eqn, yang dijelaskan oleh Persamaan (3.8), ditunjukkan di atas menggunakan skema interpolasi linear dari Persamaan (3.4). Tanda dari ϕ_f  bergantung pada apakah aliran masuk atau keluar dari sel. Beberapa kontribusi pada koefisien di luar diagonal adalah negatif dan beberapa positif, dengan kontribusi diagonal cenderung menuju nol saat jaringan menjadi lebih teratur dan aliran menjadi lebih seragam.

Adveksi dengan interpolasi linear menjaga kesetaraan diagonal sementara kontribusi positifnya pada koefisien di luar diagonal menyeimbangkan kontribusi negatif dari istilah Laplacian.

Namun, begitu kontribusi adveksi melebihi magnitudo kontribusi Laplacian, kesetaraan diagonal tidak tercapai. Hal ini terjadi Ketika eqn (= 2 untuk jaringan yang teratur), di mana “numerik” nomor Péclet eqn  ditentukan pada permukaan sel berdasarkan definisinya di Bagian 2.21 dengan eqn.

Kesetaraan diagonal tercapai dengan interpolasi hulu angin (upwind) dan dengan setiap skema yang memberikan koreksi eksplisit pada hulu angin, misalnya interpolasi linear hulu angin. Ini bersyarat pada kepuasan konservasi massa, seperti yang dibahas di Bagian 3.22. Jika massa tidak terjaga, skema adveksi yang terbatas, seperti yang dijelaskan dalam bagian tersebut, diperlukan untuk memastikan kesetaraan diagonal.

Turunan waktu  eqn hanya meningkatkan koefisien diagonal saja, sehingga mendorong dominasi diagonal. Perlu dicatat bahwa kontribusi diagonal dari eqn dari eqn menjadi lebih besar dari pada eqn dari adveksi dengan hulu angin ketika eqn.

Secara ringkas, dominasi diagonal tidak dijamin karena kontribusi dari istilah adveksi.