Higher order finite difference Weighted Essentially Non-Oscillatory (WENO) schemes have been constructed for conservation laws. For multidimensional problems, they offer high order accuracy at a fraction of the cost of a finite volume WENO or DG scheme of comparable accuracy. This makes them quite attractive for several science and engineering applications. But, to the best of our knowledge, such schemes have not been extended to non-linear hyperbolic systems with non-conservative products. In this paper, we perform such an extension which improves the domain of applicability of such schemes. The extension is carried out by writing the scheme in fluctuation form. We use the HLLI Riemann solver of Dumbser and Balsara (2016) as a building block for carrying out this extension. Because of the use of an HLL building block, the resulting scheme has a proper supersonic limit. The use of anti-diffusive fluxes ensures that stationary discontinuities can be preserved by the scheme, thus expanding its domain of applicability. Our new finite difference WENO formulation uses the same WENO reconstruction that was used in classical versions, making it very easy for users to transition over to the present formulation. For conservation laws, the new finite difference WENO is shown to perform as well as the classical version of finite difference WENO, with two major advantages:- 1) It can capture jumps in stationary linearly degenerate wave families exactly. 2) It only requires the reconstruction to be applied once. Several examples from hyperbolic PDE systems with non-conservative products are shown which indicate that the scheme works and achieves its design order of accuracy for smooth multidimensional flows. Stringent Riemann ... *Abstract truncated, see PDF*


翻译:对于守恒律方程,构建了更高阶的权重本质非振荡(WENO)有限差分格式。对于多维问题,它们提供了高阶准确性,与一个可比较准确性的有限体积WENO或DG格式相比,成本只有一小部分。这使得它们非常适用于科学和工程中的多个应用。但是,据我们所知,这种格式尚未扩展到具有非守恒乘积的非线性双曲系统。在本文中,我们执行了这样的扩展,以改善这种格式的适用范围。该扩展通过变化形式编写方案。我们使用Dumbser和Balsara(2016)的HLLI Riemann求解器作为执行此扩展的基本块。由于使用HLL构建块,因此得到的方案具有适当的超音速极限。使用防扩散通量确保了方案可以保留静止不连续性,从而扩展了其适用范围。我们的新有限差分WENO公式使用与经典版本相同的WENO重构,因此用户很容易过渡到这种新型公式。对于守恒律,新的有限差分WENO的表现与有限差分WENO的经典版本一样好,具有两个主要优点:1)它可以完全捕获站在静止的线性退化波家族中的跳跃。2)它只需要恢复应用一次。展示了来自具有非守恒乘积的双曲型PDE系统的几个示例,表明该方案有效,对于平滑的多维流体达到了设计精度要求。严格的Riemann... *摘要被截断,详见PDF*

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