Qual é o método de interpolação mais preciso para um campo de fluxo 3D em uma grade estruturada?

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Resolvo equações de Navier-Stokes compressíveis para várias espécies em uma grade estruturada em 3D. Eu obtive uma solução em uma determinada grade (digamos que seja relativamente grossa). Quero agora refinar minha grade e interpolar minha solução anterior em minha nova grade antes de reiniciar minha simulação. Atualmente, temos uma ferramenta de interpolação que cria uma árvore kd das 2 grades e, em seguida, pode usar 2 métodos diferentes para calcular os valores na nova grade:

  • média simples
  • distância inversa ponderada (IDW)
  • mínimos quadrados móveis (MLS)

Quero focar na precisão, porque, como lida com grandes gradientes, não capturá-los corretamente gerará ondas quando reiniciar meu cálculo. Primeiro tentei calcular a média, mas a precisão não era boa o suficiente.

Eu pensei que o método MLS com polinômios de ordem 2 me daria resultados razoáveis, pois é suposto não ser oscilatório. No entanto, quando olho para o meu campo interpolado, vejo mínimos / máximos locais que excedem os valores do meu campo inicial. Isso significa que a implementação do MLS neste programa não está correta? Devo ter cuidado com o tamanho do meu estêncil e a ordem dos polinômios? Que outro método você recomendaria?

Desde já, obrigado !

FrenchKheldar
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Respostas:

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Você pode usar splines cúbicos monotônicos:

http://en.wikipedia.org/wiki/Monotone_cubic_interpolation

Uma explicação de como fazê-lo em multi-D está aqui:

http://dl.acm.org/citation.cfm?id=1285766

Outra opção seria a interpolação essencialmente não-oscilatória; há um artigo de revisão recente sobre o tópico por Chi-Wang Shu.

David Ketcheson
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Verifiquei o papel de interpolação cúbica Monotônica multidimensional e há uma forte condição prévia para o método ser aplicável:> os nós que fornecem os dados de interpolação são igualmente espaçados ou> seguem um mapeamento individual estritamente monótono e contínuo de> [ 0, n] para o intervalo de interpolação. Claramente, isso não será verdade para o meu campo de fluxo 3D geral. Vou cavar a outra referência, obrigado.
FrenchKheldar
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Aqui está o artigo que eu acho que David estava se referindo.
Matt Knepley
Sim Matt, é esse.
David Ketcheson