一种适用于磁流体力学切向间断的HLLC黎曼算子

摘要：

磁场的存在使得磁流体力学特征波模不同于流体力学,因此直接由流体力学HLLC黎曼算子导出的HLLC双中间态在交界的间断面会出现不守恒的问题.通常降级采用HLL单磁场中间态代替HLLC双磁场中间态以实现守恒和计算稳定,代价是切向间断的模拟精度不足.本文对此进行改进,在模拟切向间断时仍然保留原有的HLLC双磁场中间态,同时各守恒量仍然能够满足Toro相容条件;改进型HLLC算子在间断两侧的磁场分量存在差异,因此能够更精确还原切向间断面.基于数值测试,包括一维激波管和切向间断的时变模拟,以及地球磁层三维数值模拟,将模拟结果进行对比,结果表明:相比于已发展的HLLC算子,改进型HLLC算子对切向间断具有更好的捕捉精度,能够达到或接近耗时更多的HLLD算子的模拟精度.

关键词：磁流体力学、黎曼算子、HLLC、切向间断

所属期刊栏目：39

分类号：P354.4(空间物理)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国科学院战略性先导科技专项;中国科学院前沿科学重点研究计划项目;中国科学院重点部署项目

在线出版日期：2022-07-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：286-296