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A vertex-centered and Positivity-Preserving Finite Volume scheme for Two-Dimensional Three-Temperature Radiation Diffusion Equations on General Polygonal Meshes

引用

Numerical Mathematics(Theory,Methods and Applications) 2020年第1期13卷 220-252页

作者： Shuai Su Jiming Wu Graduate School of China Academy of Engineering Physics Beijing 100088China Institute of Applied Physics and Computational Mathematics P.O.Box 8009Beijing 100088China

Two-dimensional three-temperature(2-D 3-T)radiation diffusion equa-tions are widely used to approximately describe the evolution of radiation energy within a multimaterial system and explain the exchange of energy among electrons,ions and *** this paper,we suggest a new positivity-preserving finite volume scheme for 2-D 3-T radiation diffusion equations on general polygonal *** vertex unknowns are treated as primary ones for which the finite volume equations are *** edgemidpoint and cell-centered unknowns are used as auxiliary ones and interpolated by the primary unknowns,which makes the final scheme a pure vertex-centered *** comparison,most existing positivity-preserving finite volume schemes are cell-centered and based on the convex decomposition of the ***,the conormal decomposition is not convex in general,leading to a fixed stencil of the flux approximation and avoiding a certain search algo-rithm on complex ***,the new scheme effectively alleviates the nu-merical heat-barrier issue suffered by most existing cell-centered or hybrid schemes in solving strongly nonlinear radiation diffusion *** experiments demonstrate the second-order accuracy and the positivity of the solution on various distorted *** the problem without analytic solution,the contours of the nu-merical solutions obtained by our scheme on distorted meshes accord with those on smooth quadrilateral meshes.

关键词： 2-D 3-T radiation diffusion equations vertex-centered scheme positivity-preserving finite volume

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