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diff --git a/content.tex b/content.tex index 446bad9..bf007be 100644 --- a/content.tex +++ b/content.tex @@ -411,7 +411,23 @@ Insgesamt erhalten wir eine vollständige Definition der gesuchten Verteilungen Für \(x_{g \to f}^f \in \U_{g \to f}^f\) gilt insbesondere \(x_{g \to f}^f \notin \U_g\). Es existieren in diesen Gitterpunkten also im Gegensatz zur Situation \ref{eq:expandedDirectG2F} keine groben Verteilungsfunktionen. Die fehlenden Werte zur Bestimmung der Momente sowie des Nicht-Equilibriumanteils in (\ref{eq:basicG2F}) müssen hier also aus den umliegenden groben Verteilungsfunktionen interpoliert werden:
\[f_{f,i}(x_{g \to f}^f) = f_i^\text{eq}(\interpol{\rho_g}{x_{g \to f}^f}, \interpol{u_g}{x_{g \to f}^f}) + \alpha \interpol{f_{g,i}^\text{neq}}{x_{g \to g}^f} \numberthis\label{eq:expandedInterpolG2F}\]
-Die unbekannten Werte der Moment- und Nicht-Equilibriumfunktionen werden in diesem Ausdruck durch eine Interpolationsoperation \(\boldsymbol{n}\) genähert. Neben der Restriktionsoperation stellt die Wahl des Interpolationsverfahrens einen weiteren zentralen und flexiblen Bestandteil des, auf diesen Seiten nachvollzogenen, Gitterverfeinerungsverfahren dar.
+Die unbekannten Werte der Moment- und Nicht-Equilibriumfunktionen werden in diesem Ausdruck durch eine Interpolationsoperation \(\boldsymbol{n}\) genähert. Neben der Restriktionsoperation \(\boldsymbol{r}\) stellt die Wahl des Interpolationsverfahrens einen weiteren zentralen und flexiblen Bestandteil des, auf diesen Seiten nachvollzogenen, Gitterverfeinerungsverfahren dar.
+
+Stützstellen für die Interpolation seien hier die parallel zum Gitterübergang liegenden groben Nachbarknoten des gesuchten Punktes \(x_{g \to f}^f\).
+
+\begin{figure}
+\centering
+\input{img/interpolation_basis.tikz}
+\caption{Stützstellen der Interpolation im Übergangsbereich}
+\label{fig:InterpolationBasis}
+\end{figure}
+
+\begin{figure}
+\centering
+\input{img/interpolation_detail.tikz}
+\caption{Stützstellen der Interpolation}
+\label{fig:InterpolationDetail}
+\end{figure}
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\section{Implementierung in OpenLB}
diff --git a/img/interpolation_basis.tikz b/img/interpolation_basis.tikz new file mode 100644 index 0000000..1d8d86e --- /dev/null +++ b/img/interpolation_basis.tikz @@ -0,0 +1,32 @@ +\begin{tikzpicture}[ + scale=1.5, + coarse/.style={circle,draw=gray,inner sep=4pt}, + ibase/.style={coarse,draw=black,very thick}, + fine/.style={cross out,draw=gray,minimum size=8pt}, + wantedfine/.style={fine,draw=black,ultra thick}, + arrow/.style={-{Latex[length=2mm]},thick} +] + +\foreach \x in {-1,...,3} + \foreach \y in {-1,...,2} + \node[coarse] at (\x,\y){ }; + +\foreach \x in {0,...,8} + \foreach \y in {-2,...,4} + \node[fine] at (2+\x*0.5,\y*0.5){ }; + +\node[wantedfine] at (2,0.5){ }; +\node[ibase] at (2,2){ }; +\node[ibase] at (2,1){ }; +\node[ibase] at (2,0){ }; +\node[ibase] at (2,-1){ }; + +\draw[dashed,thick] (1.8,-1.2) rectangle (2.2,2.2); +\draw[dashed,draw=gray] (2.8,-1.2) rectangle (3.2,2.2); + +\draw[arrow] (2,3.3) node[right] {Interpolation von grob nach fein, \(\U_{g \to f}\)} -- (2,2.3); +\draw[arrow] (3,2.8) node[right] {Restriktion von fein nach grob, \(\U_{f \to g}\)} -- (3,2.3); + +\draw[decorate,decoration={brace,amplitude=10pt,mirror},line width=1pt] +(1.8,-1.4) -- (3.2,-1.4) node[midway,below,yshift=-6pt] {Übergangsbereich}; +\end{tikzpicture} diff --git a/img/interpolation_detail.tikz b/img/interpolation_detail.tikz new file mode 100644 index 0000000..3f9472b --- /dev/null +++ b/img/interpolation_detail.tikz @@ -0,0 +1,28 @@ +\begin{tikzpicture}[ + scale=1.5, + coarse/.style={circle,draw=gray,inner sep=4pt}, + ibase/.style={coarse,draw=black,very thick}, + fine/.style={cross out,draw=gray,minimum size=8pt}, + wantedfine/.style={fine,draw=black,ultra thick}, + arrow/.style={-{Latex[length=2mm]},thick} +] + +\foreach \x in {-3.5,...,3.5} + \node[coarse] at (\x,0){ }; + +\foreach \x in {-7,...,7} + \node[fine] at (\x*0.5,0){ }; + +\node[wantedfine] at (0,0){ }; +\node[ibase] at (-1.5,0){ }; +\node[ibase] at (-0.5,0){ }; +\node[ibase] at (0.5,0){ }; +\node[ibase] at (1.5,0){ }; + +\draw[arrow] (0,0.8) node[right] {Gesuchter Wert \(\interpol{\star}{x_{g \to f}^f}\)} -- (0,0.3); +\draw[arrow] (-1.5,-0.8) node[below right] {Bekannte Werte \(\interpol{\star}{\U_{g \to f}^g}\)} -- (-1.5,-0.3); +\draw[arrow] (-0.5,-0.8) -- (-0.5,-0.3); +\draw[arrow] (0.5,-0.8) -- (0.5,-0.3); +\draw[arrow] (1.5,-0.8) -- (1.5,-0.3); + +\end{tikzpicture} |