In this work, we propose a state redistribution method for high order discontinuous Galerkin methods on curvilinear embedded boundary grids. State redistribution relaxes the overly restrictive CFL condition that results from arbitrarily small cut cells when explicit time steppers are used. Thus, the scheme can take take time steps that are proportional to the size of cells in the background grid. The discontinuous Galerkin scheme is stabilized by postprocessing the numerical solution after each stage or step of an explicit time stepping method. This is done by temporarily coarsening, or merging, the small cells into larger, possibly overlapping neighborhoods using a special weighted inner product. Then, the numerical solution on the neighborhoods is refined back onto the base grid in a conservative fashion. The advantage of this approach is that it uses only basic mesh information that is already available in many cut cell codes and does not require complex geometric manipulations. We prove that state redistribution is conservative and $p$-exact. Finally, we solve a number of test problems that demonstrate the encouraging potential of this technique for applications on curvilinear embedded geometries. Numerical experiments reveal that our scheme converges with order $p+1$ in $L_1$ and between $p$ and $p+1$ in $L_\infty$.
翻译:在这项工作中,我们建议对卷轴嵌入的边界网格中高顺序不连续的Galerkin方法采用国家再分配方法。 国家再分配放松了在使用明确的时间梯子时任意小切小切细胞产生的过于限制性的CFL条件。 因此, 计划可以采取与背景网格中细胞大小相称的时间步骤。 封闭的Galerkin计划通过在每一个阶段或一个明确时间梯子方法的每个阶段或步骤后处理数字解决方案而稳定下来。 这是通过使用特殊加权内产产品, 将小细胞暂时粗略或合并成较大、 可能重叠的邻里。 然后, 将周围的CFL 条件重新以保守的方式改进。 这种方法的优点是, 它只使用许多切割的单元格码中已经存在的基本网格信息, 而不需要复杂的几何操纵。 我们证明, 州再分配是保守的, 美元- Exact 。 最后, 我们解决了一些测试问题, 这表明这一技术在Curvilineerial嵌入的地理座应用中具有令人鼓舞的潜力。 $_1美元和美元- $1美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元-美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元-