Log-conformation representation of hiperbolic conservation laws with source term

Abstract

The objective of this work is to study, through a simple equation, the statement that the numerical instability associated to the high Weissenberg number in equations with source term can be resolved by the use of the so called logarithmic conformation representation. We will focus on hyperbolic conservation laws, but more specifically on the advection equation with a source term. The source term imposes a necessity of an elastic balance, as well as the CFL convective balance for stability. Will be seen that the representation of such equation by the log-conformation removes the restriction of stability inherent to the elastic balance pointed out by Fattal & Kupferman [3] as the cause of the high Weissenberg number problem (HWNP).

O objetivo deste trabalho é estudar, por meio de uma equação simples, a afirmação de que a instabilidade numérica associada ao elevado número Weissenberg em equações com termo fonte, pode ser resolvida pela utilização da denominada representação por conformação logarítmica. Vamos nos concentrar nas leis de conservação hiperbólicas, mas mais especificamente na equação de advecção com termo fonte. O termo fonte impõe a necessidade de um equilíbrio elástico, tanto quanto um equilíbrio convectivo (CFL), para a estabilidade. Será visto que a representação de tal equação pela conformação logarítmica remove a restrição de estabilidade inerente para o equilíbrio elástico apontado por Fattal & Kupferman [3] como causa do problema do alto número de Weissenberg.