Second Order Accuracy of the 4-Point Hexagonal Net Grid Finite

 ! "
#$%& ' ( )*$+,-.
/*%01% '2.
314*$56 1.5 -7 )816 %&*+ #.9%.11$%.9 : ;.%<1$,%5= -7 > +*?*6 * :
@( A ( B-C DEFGFH: I2,&*+--,*: > J HKLDEMFGFH: ; '>
32*.1 / ( '6 %58
;.%51N '5*51, 314*$56 1.5 -7 #.1$9=:
O*5%-.*+ #.1$9= I1&8.-+-9= J*?-$*5-$=: P -$9*.5-0 . : Q R GSKFE: ; '>
T2. U8*.9
314*$56 1.5 -7 )-6 4251$ '&%1.&1: ;.%<1$,%5= -7 V 1.52&W=:
EEH > .N1$,-. /*++: J1C%.95-. : VX LFKFSMFFLS : ; '>
T2+= GH: GFFH
YZ[\]^_\
`abacd eafdgdbhd ijklcajbi jm cnd odkpnjkcq drlscajb cnsc lid cnd tuvjabc icdbhak
jm cnd ndwsxjbsk bdc xgae dwnayac xkjysk z {|}~ shhlgsh€ edivacd s kjhsk cglbhscajb
dggjg cnsc ai z {|~ ‚d vgdidbc s vgjjm mjg ƒn cnai nsvvdbi€ sbe vgj„aed cnd gdilkci
jm s blpydg jm hjpvlcscajbsk cdici cj „dgam cnd idhjbe jgedg ydns„ajg `lgcndgpjgd€
cnd dwspvkdi ilxxdic cnsc cnd tuvjabc ijklcajbi ns„d hjpvsgsykd shhlgsh cj cnjid
ijklcajbi liabx cnd …uvjabc icdbhak jm cnd cgasbxlksg bdc xgae 
† ‡ˆ ‰Š‹ŒŽ ‘’ “”‘•– —˜™•š”› œ “™ž”›™‘ ›• žŸš œ •Ÿš™›ž˜‘™Ÿ ›• žŸš œ “™ž”›™‘ žŸš œ
•Ÿš™›ž˜‘™Ÿ žŸš œ ¡¢”› ”Ÿ Ÿ ¡¢“’œ £›š• š¤Ÿ›¢
¥ ^\¦§¨ ^\©_[ ª«Z¬ §_\ ­®^[[©¯_^\©°± ² ³´µ ¶·œ ³´¸·³œ ³´¸ ¹¹œ ³´¸ ´´œ º³»·º
¼½¾¿ÀÁ¿ÃÄ Å¾ÆÇÈÉ ÊÇË ÌÍÎÏÐÌÑ Ò¾ÆÃÈÉÓ¾ÁÉ ÇÔ ÕÇÓÆÖÉ¾È ×¿Â¾Á¿¾Ñ ØÁÂÙ¾ÈÚÂÉÛ ÇÔ Ü¾ÁÉÖ¿ÝÛÑ Þ¾ßÂÁàÉÇÁÑ
Üá Ñ Ø×â Ë
¶
™›•”Ÿ” 𢓠™› Ÿ ‘” Ÿš ¢”›¡š Ÿ •“ ›˜’Ÿš¢™‘ ¡”‘˜•š”› ” •“ ”š¡¡”› —˜™ •š”› ”› • ” ›”› ™Ÿ•¡š™› žŸš ¡ “ ¢™‘‘ •“¡ •“ “™ž”›™‘ ›• žŸš ¡“” › š›
µšž˜Ÿ ¶ ™› •“ •Ÿš™›ž˜‘™Ÿ ›• žŸš ¡“” › š› µšž˜Ÿ ¹ › •“¡ £ž˜Ÿ¡œ •“ ¢”’ ˜•™ •š”›™‘ ”𛕡 ” 𛕐Ÿ¡• ™Ÿ •“ 𛕐Ÿ¡¢•š”›¡ ” •“ ‘𛐠¡ž’›•¡ “ žŸš ¡ ™Ÿ ¢”’ ’”›‘
Ÿ ŸŸ •” ™¡ •“ •Ÿš™›ž˜‘™Ÿ žŸš ™› “™ž”›™‘ žŸš ¶ œ Ÿ¡ ¢•𠐑 œ “𢓠™Ÿ ›™’¡
™¡ ”› •“ ˜›š• ¢‘‘¡ ” •“ Ÿ¡ ¢•š  žŸš ¡ “ ˜›š• ¢‘‘ ” •“ “™ž”›™‘ ›• žŸš š¡
™› —˜š‘™•Ÿ™‘ •Ÿš™›ž‘œ ™› •“ ˜›š• ¢‘‘ ” •“ •Ÿš™›ž˜‘™Ÿ ›• žŸš š¡ •“ Ÿž˜‘™Ÿ “™ž”› “¡ žŸš ¡ “™  Ÿ¢›•‘ Ÿ¢š  Ÿ›  ™••›•š”› š› ™ ›˜’ Ÿ ” ™ ‘𢙕𔛡œ 𛢑˜ š›ž
™¢”˜¡•𢡠’” ‘š›ž ³ ™› ›• ”Ÿ ’ ” ‘š›ž ¹ µ”Ÿ •“ £›š• š¤Ÿ›¢ ™ Ÿ”š’ ™•š”› ” •“ ”š¡¡”› —˜™•š”› ˜¡š›ž •“ ”š›•
¡•›¢š‘ ” •“ “™ž”›™‘ ›• žŸš œ ™›•”Ÿ” 𢓠™› Ÿ ‘” Ÿ”  •“™• •“ ‘”¢™‘ •Ÿ˜›¢™•š”›
ŸŸ”Ÿ ”›‘ ™¢“𐠐¡ ! ™¢¢˜Ÿ™¢ “Ÿ ! š¡ •“ š¡¢Ÿ• ¡• ¡š– “ ™‘¡” Ÿ”  •“™•
•“ £›š• š¤Ÿ›¢ ™ Ÿ”š’ ™•š”› ” •“ ”š¡¡”› —˜™•š”› ˜¡š›ž •“ •Ÿš™›ž˜‘™Ÿ ›• žŸš ™¢“𐠐¡ !" ™¢¢˜Ÿ™¢ • 𡠐™¡ •” •› •“¡ Ÿ¡˜‘•¡ •” •“ ‘’ “”‘•– —˜™•š”› › •“š¡ ™ Ÿ  ¢”›¡š Ÿ ›˜’Ÿš¢™‘ ¡”‘˜•š”›¡ ”› •“ “™ž”›™‘ ›• žŸš ”Ÿ •“ • ” 𒐛¡š”›™‘ ‘’ “”‘•– —˜™•š”› œ
"$
"$
#$ % &$ ' ( % ( % &$ ' + , , - .
¶
) *
( ) " (* "
“Ÿ + ™› $ ™Ÿ ¡˜ / ¢š›•‘ ¡’””•“ ™› & š¡ ™ ¢”›¡•™›• 0 “› & ' ·œ ¶ ¢”’¡ •“
”š¡¡”› —˜™•š”› 0  ˜¡ •“ £›š• š¤Ÿ›¢ ¡¢“’ ™¡ š› •” ›˜’Ÿš¢™‘‘ ¡”‘  ¶ »¡ 𕐠•“ ! ™¢¢˜Ÿ™¢ ” •“ ‘”¢™‘ •Ÿ˜›¢™•š”› ŸŸ”Ÿ ” •“ ”𛕠¡•›¢š‘œ ”˜Ÿ
›˜’Ÿš¢™‘ Ÿ¡˜‘•¡ “™  ¡“” › •“ ž‘” ™‘ ŸŸ”Ÿ š¡ ” ”Ÿ Ÿ !" › •“š¡ ™ Ÿœ  Ÿ” 
•“™• •“ ž‘” ™‘ ¡”‘˜•š”› ŸŸ”Ÿ š¡ !" ”Ÿ & 1 ·œ ™› Ÿ¡›• ›˜’Ÿš¢™‘ Ÿ¡˜‘•¡ •“™• ¡˜ ”Ÿ•
”˜Ÿ •“”Ÿ•𢙑 ™›™‘ ¡š¡ “ ›˜’Ÿš¢™‘ Ÿ¡˜‘•¡ ™¢•˜™‘‘ ¡˜žž¡• •“™• •“ !" ™¢¢˜Ÿ™¢ š¡ ™¢“𐠐 ”Ÿ ™‘‘ & › ¡¢•š”› ¹  Ÿ¡›• ™ £›š• š¤Ÿ›¢ ¡¢“’ ”› •“ “™ž”›™‘
›• žŸš ”Ÿ •“ ¹» ‘’ “”‘•– —˜™•š”› œ ™› Ÿ”  •“ £Ÿ¡• ”Ÿ Ÿ ‘”¢™‘ •Ÿ˜›¢™•š”› ŸŸ”Ÿ
˜¡š›ž ™ š¤Ÿ›• ™ Ÿ”™¢“ •“™› › ¡¢•š”›  Ÿ”  •“ ”𛕠¡¢“’ ™¢“𐠐¡
ž‘” ™‘ ¡¢”› ”Ÿ Ÿ ™¢¢˜Ÿ™¢ ˜¡š›ž •“ ¢“™Ÿ™¢•Ÿš¡•𢠕“™• ™ “™ž”›™‘ ›• žŸš ’ ™ 
™Ÿ•š•š”› 𛕔 • ” š¡•š›¢• •Ÿš™›ž˜‘™Ÿ ›• žŸš ¡ “ ›˜’Ÿš¢™‘ Ÿ¡˜‘•¡ ”Ÿ ™ ›˜’ Ÿ ” ¢™¡¡ ™Ÿ ¡“” › š› ¡¢•š”› •” Ÿš •“ ™¢¢˜Ÿ™¢ ” •“ ¡¢”› ”Ÿ Ÿ £›š• š¤Ÿ›¢
¡¢“’ 2 ¢•š”› ´ žš ¡ Ÿš ¢”›¢‘˜ š›ž Ÿ’ ™Ÿ ¡ ¹
y
t
3
0
1
r
2
s
x
0
µšž˜Ÿ ¶Ž ™’ ‘ “™ž”›™‘ ›• žŸš š•“ •“ ”𛕠¡•›¢š‘ • .  ™ ¢”›  ¡• š› •“ • ” 𒐛¡š”›™‘ ¡ ™¢œ š•“ ™ ¡’””•“ ”˜› ™Ÿ ›”• “ ™¡¡˜’ ”’ ™š› . š¡ ¡“” › š› µšž˜Ÿ ¡ ¡“” › š› •“ £ž˜Ÿœ •“ “™ž”›™‘
(.
›• žŸš ¢™›  ž›Ÿ™• ™¡š‘ £Ÿ¡• £‘‘š›ž •“ ¹» ”’ ™š› š•“ —˜š‘™•Ÿ™‘ •Ÿš™›ž‘¡
™› •“› ¢”››¢•š›ž •“ ¢›•Ÿ”š ” ™¢“ •Ÿš™›ž‘ š•“ •“ ¢›•Ÿ”š ” ™¢“ ” š•¡ ›™Ÿ¡•
•“Ÿ ›šž“ ”Ÿ¡ µ”Ÿ ¢”› ›š›¢œ  £› •“Ÿ ˜›š• ¢•”Ÿ¡ ™¡ š› º ¶
¶
¹ ' ¹ ) ¹ * , ' ¹ ) ¹ * , ' *
•” ›”• •“ •“Ÿ š¤Ÿ›• šŸ¢•š”›¡ ™¡¡”¢š™• š•“ ¢”››¢•š”›¡ • › ›šž“ ”Ÿš›ž
•Ÿš™›ž‘¡œ ™¡ ¡“” › š› µšž˜Ÿ “ ¡˜’ % % ' · 2 𛢐 •“ šŸ¢•š”›™‘ Ÿš ™•𠐡
” $ š› •“ ¢””Ÿ š›™•¡ œ ™› ™Ÿ žš › œ Ÿ¡ ¢•𠐑 œ
$ ' $ ' $ ¶ $ , $ ' $ ' $ ¶ $ , $ ' $ ' $ ,
¹
¹
¹
¹
 “™ 
$ % $ % $ ' · 2 š’ š‘™Ÿ‘ œ  ¢™› ™‘¡” ž•
$ ' $ % $ % ¶ $ ,
¹
y
3
2
4
1
0
5
6
x
0
µšž˜Ÿ ¹Ž ™’ ‘ •Ÿš™›ž˜‘™Ÿ ›• žŸš š•“ •“ º ”𛕠¡•›¢š‘ ™› “˜¡œ  “™ 
$ ' $ $ % ¶ $ ,
¹
$ ' $ $ % $ % $ ' $ % $ ¹
“ ‘’ “”‘•– —˜™•š”› œ ¶ œ •“› ¢”’¡
$ % $ % $ % $ ' ,
“Ÿ
' &,
¹
' +
¹
¡š›ž ™ ‘”Ÿ  ™›¡š”›¡œ š• ¢™›  ¡“” › •“™• •“ ”‘‘” š›ž Ÿ‘™•š”›¡ “”‘ œ
$ $ ' $ ! %
$ " $ ' $! %
$ $ ' $! %
!"
¹
!"
¹
!"
¹
$ % ! ,
$ % ! ,
$ % ! ´ d
d
u
u
d
u
d
u
u
d
d
d
d
u
d
d
u
u
d
u
u
d
u
d
u
d
d
u
u
u
d
u
u=UT
d
d
u
d
u
u
d
u
d=DT
µšž˜Ÿ Ž »”’ ™š› ™¡¡˜’ ”Ÿ •“ Ÿ¡›• ™’ ‘¡ −s
−r
t
y
−t
r
s
x
µšž˜Ÿ Ž “Ÿ Ÿš›¢š ™‘ šŸ¢•š”›¡ , , ”Ÿ •“ “™ž”›™‘ ›• žŸš “¡ Ÿ‘™•š”›¡ ¢”’ 𛐠𕓠™› ‘™ •”
!"
!"
$ % $ " % $ ³ $ ' % ! ¹
¹
‘™Ÿ‘ œ ³ ¡“” ¡ •“™• •“ •Ÿ˜›¢™•š”› ŸŸ”Ÿ “™¡ ! ™¢¢˜Ÿ™¢ ‘¡” œ •“𡠐—˜™•š”› ¢”˜‘ “™  ™¡š‘ › 𛠐ŸŸ Ÿ”’ •“ “™ž”›™‘ ›• žŸš Ÿ‘™•š”› ”Ÿ •“ ”š¡¡”› —˜™•š”›
žš › ™›•”Ÿ” 𢓠™› Ÿ ‘” µ”Ÿ •“ •Ÿš™›ž˜‘™Ÿ ›• žŸš ¡“” › š› µšž˜Ÿ ¹œ £›š• š¤Ÿ›¢ ™ Ÿ”š’ ™•š”›¡ ˜¡ •“ º ”𛕠¡•›¢š‘ ™¡ ¡“” › š› µšž˜Ÿ ´ “ ‘’ “”‘•– —˜™•š”› ’ ™  š¡¢Ÿ•𖐠œ ¡š’ ‘
•›¡š”› ” •“ ”š¡¡”› —˜™•š”› š¡¢Ÿ•š–™•š”› žš › š› œ ™¡
$ % $ " % $ % $ % $ % $
³ ! " $ ' ! " % ! º “𡠐—˜™•š”› š› š¢™•¡ ™ ‘”¢™‘ •Ÿ˜›¢™•š”› ŸŸ”Ÿ š•“ !" ™¢¢˜Ÿ™¢ “ ™ Ÿ”™¢“ 
•™  •” ’”›¡•Ÿ™• !" ‘’ “”‘•– —˜™•š”› ™¢¢˜Ÿ™¢ ”Ÿ •“ “™ž”›™‘ ›• žŸš š¡ •”
´
Ÿ ˜¢ •“ ¡ ¡•’ •“™• ˜¡¡ ³ 𛕔 ”› •“™• “™¡ •“ ”Ÿ’ ” º 3
2
4
1
0
y
5
6
x
µšž˜Ÿ ´Ž º ”𛕠¡•›¢š‘ ”Ÿ •Ÿš™›ž˜‘™Ÿ ›• žŸš ¢¢”Ÿ š›ž •” µšž˜Ÿ œ ™ •Ÿ ¡˜ š š š›ž •“ ”’ ™š› ˜¡š›ž —˜š‘™•Ÿ™‘ •Ÿš™›ž‘¡œ ™‘‘
•Ÿš™›ž‘¡ ¢™›  ¢‘™¡¡š£ ™¡ ”› ” • ” • ¡ › •  š¡ •“ ˜ ™Ÿ •Ÿš™›ž‘ œ •“
”•“Ÿ •  š¡ •“ ” › ™Ÿ •Ÿš™›ž‘ » œ ™¡ š› š¢™• š› µšž˜Ÿ µ˜Ÿ•“Ÿ’”Ÿœ ”Ÿ ™¢“
¡•›¢š‘œ ™¢“ “™¡ •“Ÿ » ›šž“ ”Ÿ¡ ™› ”› » “™¡ •“Ÿ ›šž“ ”Ÿ¡ “˜¡œ •“
ž‘” ™‘‘ š¡¢Ÿ•𖐠¡ ¡•’ ¢™›  ™¡š‘ ™Ÿ•š•š”› 𛕔 • ” ¡•¡ ” ˜› ›” ›¡œ ™› ”›
” •“ ¡•¡ ¢™›  ‘š’ š›™• ™¡š‘ 0  š‘‘ š›š•š™‘‘ ‘š’ š›™• •“ » ¡• ™› 𛠐¡•šž™•
•“ Ÿ¡˜‘•š›ž ¡ ¡•’ ¡ ›š•𙑑 œ
$ % $ " % $ ! " ¹ $ ' ! " ¹ ,
“Ÿ $ š¡ ™› $ œ $ " ™› $ ™Ÿ » š•š”›™‘‘ œ ™ ‘𢙕𔛠” ³ ”› ™¢“ » ¢”’ 𛐠𕓠•“ ¢‘‘ ›˜’ Ÿš›ž ¡“” › š› µšž˜Ÿ ³ žš ¡
$ % $ % $ ! " ¹ $ ' ! " ¹ ,
$ % $
% $ ! " ¹ $ " ' " ! " ¹ ,
$ % $ % $ ! " ¹ $ ' ! " ¹ ”’ š›š›ž •“¡ —˜™•š”›¡ •” ‘š’ š›™• •“ » •Ÿ’ ¡ ™› ˜¡š›ž žš ¡
$ % $ % $
% $ % $ % $ ³ ! " $ ' ! " % ! ,
™ •Ÿ ›”•š›ž •“™•
³
' % ! % ! " ,
' % ! % !" ,
"
' % ! % !" ‘š’ š›™•š”› ” •“ » •Ÿ’ ¡ Ÿ¡˜‘•¡ š› ™ •Ÿš™›ž˜‘™Ÿ ›• žŸš ” •Ÿ’ ¡ •“
”Ÿšžš›™‘ “™ž”›™‘ ›• žŸš “™¡ ¢“™Ÿ™¢•Ÿš¡•𢠡 ™¢š›ž ” ! š¡•™›¢ • › ¢›•Ÿ¡ œ
•“› •Ÿš™›ž˜‘™Ÿ ›• žŸš “™¡ ¡ ™¢š›ž ! ' ! ¢”’ ™Ÿš¡”› ” º ™› ¡˜žž¡•¡
•“™• •“ Ÿ ˜¢ ¡ ¡•’ š¡ š ›•𢙑 •” š¡¢Ÿ•š–™•š”› ” •“ ”Ÿšžš›™‘ ‘’ “”‘•– —˜™•š”›
”› •“ ”𛕡œ ˜ •” •“ !" •Ÿ’ ¡ “Ÿ ”Ÿœ ™‘‘ žŸš ”𛕡 •“™• “™  ™ º ”š›•
¡•›¢š‘ ™ •Ÿ Ÿ ˜¢•š”› ’˜¡• “™  !" ™¢¢˜Ÿ™¢ ”  Ÿœ ”Ÿ •“ ›™Ÿ ”˜› ™Ÿ œ š‘‘ ›” ‘”›žŸ ™ ‘ µ”Ÿ ™’ ‘œ ”Ÿ ™ ™• •“ ”••”’ ” •“ ”˜› ™Ÿ “Ÿ $ š¡ •“ ™‘˜ ™• •“ ¢›•Ÿ ” •“ œ •“› •“
$ ™› $ •Ÿ’ ¡ š‘‘ ›”•  ™ ™š‘™ ‘ •” ¢”’ ‘• •“ ¡ › ”𛕠¡•›¢š‘ ” ¡š›¢ •“ ™Ÿ ”˜• ” •“ ”’ ™š› “˜¡ •“ •Ÿ˜›¢™•š”› ŸŸ”Ÿ ” $ š¡ ”›‘ ! š š• š¡ ™ ”š›•
›™Ÿ •“ ”˜› ™Ÿ 0  Ÿ’ ™Ÿ •“™• •“ ž‘” ™‘ ŸŸ”Ÿ š¡ ¡•š‘‘ ” ”Ÿ Ÿ !" œ ¡ 𕐠•“
! •Ÿ˜›¢™•š”› ŸŸ”Ÿ ›™Ÿ •“ ”˜› ™Ÿ µ”Ÿ ™ ‘ š™ž”›™‘‘ ”’ š›™›• ™Ÿ•š™‘ š¤Ÿ›•𙑠—˜™•š”› » ¡ ¡•’ ¡œ •“
’ ™š’˜’ ž‘” ™‘ ŸŸ”Ÿ ¢™›  ”˜›  ™¡ ¡“” › š› •“ Ÿ‘™•š”› ´œ ¹º· $ 1
%
"
% !" ¼ ,
“Ÿ š¡ •“ »šŸš¢“‘• ”˜› ™Ÿ ˜›¢•š”› œ š¡ •“ ™ Ÿ”š’ ™•š”› •” •“ » œ š¡ •“
𙒐•Ÿ ” •“ ”’ ™š› . œ ™› . š¡ •“ žŸš ¡ ™¢ “𢓠¢”›•™š›¡ . œ •“ žŸš ¡ ™¢ ™Ÿ
Ÿ”’ •“ ”˜› ™Ÿ ™› . œ •“ žŸš ¡ ™¢ ›™Ÿ •“ ”˜› ™Ÿ ‘¡” š› œ š¡
•“ ’ ™š’˜’ ŸŸ”Ÿ ” •“ ™ Ÿ”š’ ™•š”› ” »šŸš¢“‘• ”˜› ™Ÿ ¢”› š•š”›¡œ š¡
•“ ’ ™š’˜’ š¡¢Ÿ•š–™•š”› ŸŸ”Ÿ ” •“ ™Ÿ Ÿ”’ ”˜› ™Ÿ ”𛕡œ ™› ¼ š¡
•“ ’ ™š’˜’ ŸŸ”Ÿ ” •“ š¡¢Ÿ•š–™•š”› ” •“ ›™Ÿ •“ ”˜› ™Ÿ ”𛕡 “ Ÿ‘™•š”›
¡˜žž¡•¡ •“™• ™¡ ‘”›ž ™¡ š¡ ” ”Ÿ Ÿ !" œ ™› ¼ š¡ ” ! ”Ÿ ¶ œ
”•“ ” “𢓠™Ÿ •Ÿ˜ ”Ÿ •“ ¡ ¡•’ œ •“› ™ ‘𛐙Ÿ ”Ÿ ••Ÿ ™ Ÿ”š’ ™•š”› ”Ÿ š¡ ¡˜ / ¢š›• •” ™¢“𐠐 ž‘” ™‘ !" ¢”› Ÿž›¢ µ”Ÿ •“š¡ ‘’ “”‘•– Ÿ” ‘’ œ •“ ¡ ¡•’ ¡
™Ÿ ™ ‘ š™ž”›™‘‘ ”’ š›™›• “› 1 · “ ¢“”𢐠” 𛡕™ ” » ™¡ ™Ÿ š•Ÿ™Ÿ œ ™› š• ¢™›  ™¡š‘ ¡“” › •“™•
‘š’ š›™•š”› ” •“ ”𛕡 Ÿ¡˜‘•¡ š› ™ » •Ÿš™›ž˜‘™Ÿ ›• žŸš •“™• ™‘¡” “š š•¡ !" ™¢¢˜Ÿ™¢ “˜¡  “™  Ÿ” › •“™• •“ ž‘” ™‘ ŸŸ”Ÿ ” •“ “™ž”›™‘ ›• žŸš ¡ š¡ !" º
”Ÿ
1 ·œ •“”˜ž“ ¶•“ ‘”¢™‘ •Ÿ˜›¢™•š”› ŸŸ”Ÿ š¡ ”›‘ ! ˜Ÿ ¢”’ ˜•™•š”›™‘ Ÿ¡˜‘•¡
¡˜žž¡• •“™• •“ !" •Ÿ˜›¢™•š”› ŸŸ”Ÿ “™ š”Ÿ ™ ‘𐡠 › ”Ÿ
·
6
5
2
1
7
4
0
3
8
9
µšž˜Ÿ ³Ž ¸™Ÿ¡• ˜ Ÿ •Ÿš™›ž˜‘™Ÿ ¢‘‘¡ •” ¢‘‘ · ‘š’ š›™•š”› ” ” › ™Ÿ •Ÿš™›ž‘¡
» ‘™ ¡ ™ •Ÿš™›ž˜‘™Ÿ ›• žŸš ” ¢‘‘¡ 0  Ÿ¡›• “Ÿ •“Ÿ ¡•¡ ” ›˜’Ÿš¢™‘ ¡”‘˜•š”›¡ ”Ÿ •“ ‘’ “”‘•– —˜™•š”› š•“ š¤Ÿ›•
™‘˜¡ ” & ™› š¤Ÿ›• ™‘˜¡ ” ! 0  ¢”›¡š Ÿ •“ ”’ ™š› •“™• 𡠐¡¢Ÿš  ™¡ š› µšž˜Ÿ
œ “𢓠¢™›  £› ™¡ . ' , · 1 1 ¹ , ¹ 1 1 ¶ % ¹ “ ™¢•
*
)
*
) *
* ¡”‘˜•š”› ™¡ ¢“”¡› ™¡ $ ' ¢”¡ ) % ³ * “ Ÿšž“• “™› ¡š  ˜›¢•š”› + ™› •“ »šŸš¢“‘•
”˜› ™Ÿ ¢”› š•š”› Ÿ Ÿ¡¢Ÿš  ™¢¢”Ÿ š›ž •” •“ ™¢• ¡”‘˜•š”› “ ‘𛐙Ÿ —˜™•š”›¡
Ÿ ¡”‘  ˜¡š›ž 2 2
“ •¡• Ÿ¡˜‘•¡ ™Ÿ •™ ˜‘™• š› ™ ‘ ¶ ™ ‘ ™ ‘ ¶ žš ¡ Ÿ¡˜‘•¡ ”Ÿ •“ ¢™¡ ™¡ ¸ ¶ “Ÿ •“ ”˜› ™Ÿ ” •“ ”’ ™š›
‘𛐡 ˜ š•“ •“  ž¡ ” •“ •Ÿš™›ž˜‘™Ÿ ¢‘‘¡ µ”Ÿ ™ žš › ¢‘‘ ”› •“ ”˜› ™Ÿ œ ”›
” •“ ›šž“ ”Ÿ •Ÿš™›ž‘¡ ‘𐡠”˜•¡š  ” •“ ”’ ™š› ™¡ ¡“” › š› µšž˜Ÿ º “ ¡”‘ Ÿ
˜¡¡ •“ ”˜› ™Ÿ ”𛕡œ •“ ”˜› ™Ÿ ¢‘‘œ ™› •“ ´ ”𛕠™Ÿ•¡š™› £›š• š¤Ÿ›¢
™ Ÿ”š’ ™•š”› ” •“ ‘’ “”‘•– —˜™•š”› •” ¡•š’ ™• •“ ”˜•¡š  •Ÿš™›ž‘ ™‘˜ ˜¡š›ž
” Ÿ™•”Ÿ 𛕐Ÿ ”‘™•š”› µ”Ÿ ™’ ‘œ š› µšž˜Ÿ ºœ ”𛕠¶ š¡ ™› 𛕐Ÿš”Ÿ ”𛕠𕓠™›
•Ÿ›™‘ ›šž“ ”Ÿœ ¹ š¡ •“ •Ÿ›™‘ ™‘˜ Ÿ—˜šŸ •” ¢”’ ‘• •“ ¡•›¢š‘ ”Ÿ ”𛕠¶œ
™› ”𛕡 ·œ œ ™Ÿ ”› •“ ”˜› ™Ÿ 0  ˜¡ ”𛕡 ·œ ¶œ œ œ š•“ •“ ´ ”𛕠£›š•
š¤Ÿ›¢ ™ Ÿ”š’ ™•š”› •” •“ ”Ÿšžš›™‘ ‘’ “”‘•– —˜™•š”› ™ ‘𐠙• ”𛕠· •” Ÿ Ÿ¡›•
•“ ™ Ÿ”š’ ™• ™‘˜ ™• ”𛕠¹ “ ‘”¢™‘ ™¢¢˜Ÿ™¢ ” •“š¡ ”˜› ™Ÿ •Ÿ™•’›• š¡ ” ”Ÿ Ÿ ! œ ™‘•“”˜ž“ •“ ”˜› ™Ÿ ¡•›¢š‘ ™ Ÿ”š’ ™•š”› š¡ ! ¡ Ÿ 𢕐 œ •“
•™ ‘ š› š¢™•¡ ž‘” ™‘ ”Ÿ Ÿ !" ”Ÿ •“ ›•šŸ Ÿ™›ž ” •¡•¡ 1
4
0
3
2
µšž˜Ÿ ºŽ ”˜› ™Ÿ ™¡¡˜’ ”Ÿ ™¡ ¸ ¶ ”𛕡 ·œ œ ™› ™Ÿ ”› •“ ”˜› ™Ÿ œ
”𛕠¶ š¡ •“ ¢›•Ÿ ” ™› 𛕐Ÿš”Ÿ •Ÿš™›ž‘œ ™› ”𛕠¹ š¡ •“ ¢›•Ÿ ” ™ •Ÿš™›ž‘ ”˜•¡š 
” •“ ”’ ™š› ™ ‘ ¹ ¡˜’ ’ ™Ÿš–¡ Ÿ¡˜‘•¡ ”Ÿ •“ ¢™¡ ™¡ ¸ ¹ “Ÿ •“ ›”  ”𛕡 ™Ÿ ”›
•“ ”˜› ™Ÿ œ “𢓠’™›¡ •“ ”˜› ™Ÿ ¢”› š•š”›¡ ™Ÿ š’ ‘’›• šŸ¢•‘ ‘•“”˜ž“
•“ ”˜› ™Ÿ š¡ ˜¡ šŸ¢•‘ œ •“ ”˜› ™Ÿ ¡•›¢š‘ š¡ ¡•š‘‘ ! ¡ Ÿ 𢕐 œ •“ ž‘” ™‘
ŸŸ”Ÿ š¡ ¡•š‘‘ !" ”Ÿ •“ ›•šŸ Ÿ™›ž ” •¡•¡ ™ ‘ žš ¡ •“ Ÿ¡˜‘•¡ ”Ÿ •“ •Ÿš™›ž˜‘™Ÿ ›• žŸš ¡”‘˜•š”›¡ ™¡ ¸ “
”˜› ™Ÿ š’ ‘’›•™•š”› š¡ šŸ¢•œ ¡” ¢‘™Ÿ‘ •“ !" Ÿ¡˜‘•¡ ¢”›£Ÿ’ •“ ‘”¢™‘ ŸŸ”Ÿ
™›™‘ ¡š¡ ¸”• ”Ÿ•“ š› ”•“ ™ ‘ ¶ ™› ™ ‘ ¹ š¡ •“ !" ¢”› Ÿž›¢ ”Ÿ ™‘‘ & œ 𛢑˜ š›ž
& · “š¡ ¡˜žž¡•¡ •“™• ™ š™ž”›™‘ ”’ š›™›¢ š¡ ›”• ›¢¡¡™Ÿ ”Ÿ ž‘” ™‘ !" š›
•“š¡ Ÿ” ‘’ › ™ š•š”› •” ™‘‘ ¢™¡¡ ’”›¡•Ÿ™•š›ž !" ¢”› Ÿž›¢œ ™‘‘ ” •“ •™ ‘¡ ¡“” ¢”’ ™Ÿ™ ‘ ¡”‘˜•š”› “™ š”Ÿ ”’ ™Ÿš¡”› ” ™ ‘ ¶ ™› ™ ‘ ¹ ¡˜žž¡•¡ •“™• šŸ¢•
”Ÿ š› šŸ¢• š’ ‘’›•™•š”› ” •“ ”˜› ™Ÿ ¢”› š•š”›¡ “™¡ ‘š••‘ š’ ™¢• ”› •“ Ÿ¡˜‘•¡ ‘™Ÿ‘ •“ ™¢¢˜Ÿ™¢ ž•¡ ”Ÿ¡ ™¡ & ž•¡ ‘™ŸžŸ µšž˜Ÿ œ “𢓠¡“” ¡ ™ ‘”• ” ŸŸ”Ÿ Ÿ¡˜¡ ¡ ™¢š›ž œ žŸ™ “𢙑‘ ¡˜’ ’ ™Ÿš–¡ •“
Ÿ¡˜‘•¡ š› ™ ‘¡ ¶ “ £ž˜Ÿ š› š¢™•¡ ‘š••‘ ›£• •” ˜¡š›ž •“ ¡ › ”𛕠¡•›¢š‘
Ÿ¡˜¡ •“ ”˜Ÿ ”𛕠¡•›¢š‘ › •“š¡ ™ Ÿ  “™  Ÿ” › •“™• •“ £›š• š¤Ÿ›¢ ¡¢“’ ”› “™ž”›™‘ ›• žŸš “™¡
ž‘” ™‘ ¡¢”› ”Ÿ Ÿ ™¢¢˜Ÿ™¢ ”Ÿ & 1 · “ ›˜’Ÿš¢™‘ Ÿ¡˜‘•¡ ¢”›£Ÿ’ ¢”’ ˜• ¡”‘˜•š”›¡
” !" ™¢¢˜Ÿ™¢ ”Ÿ ™‘‘ & •¡• œ “”  Ÿ “ Ÿ¡˜‘•¡ Ÿ”’ •¡•¡ ¡˜žž¡• ‘š••‘ š¤Ÿ›¢
™ ‘ ¶Ž ™ž”›™‘ ›• žŸš ’ ™š’˜’ ™ ¡”‘˜• ŸŸ”Ÿ¡ ”Ÿ ™’ ‘¡ ˜¡š›ž ” Ÿ™•”Ÿ 𛕐Ÿ ”‘™•š”› ”› •“ ”˜› ™Ÿ ™¡ ¸ ¶ |
… du  du 
du  du t  du ggjg
scaj

du  du t
t du t
 du t
t dut
t
ggjg
scaj
… du … du 
… du t  t  dut 
 dut

ggjg
scaj
 du t du 
 du t
t  …dut
… …du t
ggjg
scaj
 du 
du  … dut
t 
t dut
t   du 
ggjg
scaj

du  tdu 
 dut
t
 dut
t  du 
™ ‘ ¹Ž ™ž”›™‘ ›• žŸš ’ ™š’˜’ ™ ¡”‘˜• ŸŸ”Ÿ¡ ”Ÿ ™’ ‘¡ ˜¡š›ž ”˜› ™Ÿ ¢”› š•š”›¡ šŸ¢•‘ ™¡ ¸ ¹ |
… du  du 
du  du t  du ggjg
scaj
 …du  du 
tt du tt…
 du t 
dut
t ggjg
scaj
 du … du t 

du t 
t ttdut t   dut
t 
ggjg
scaj
 du  tdu t
 tdu t
t
 dut
…… du t ggjg
scaj
 du t   tdu … dut
t 
ttdut
t  
du t  ggjg
scaj
 du t
 …du  dut
t
 dut
t
 …du t ™ ‘ Ž Ÿš™›ž˜‘™Ÿ ›• žŸš ’ ™š’˜’ ™ ¡”‘˜• ŸŸ”Ÿ¡ ”Ÿ ™’ ‘¡ ˜¡š›ž ”˜› ™Ÿ ¢”› š•š”›¡ šŸ¢•‘ ™¡ ¸ ¸”• •“™• ! ' ! |
 du  du  du  du …
du ggjg
scaj
 du t tdu t
 du t
t
 du … dut t
ggjg
scaj

du  du t   …du t   du t 
t 
 dut
ggjg
scaj
 du t du t
t
 du  dut
t
 dut
t
¶·
ggjg
scaj
t … du  du t   du t 
…
dut t 

dut
t 
ggjg
scaj

du  du t
t du 
 …dut
t
 dut
t
1.00E+01
max error
1.00E-01
HNG2
TNG
HNG1
1.00E-03
1.00E-05
1.00E-03
1.00E-02
1.00E-01
1.00E+00
h (grid spacing)
µšž˜Ÿ Ž ”’ ™Ÿš¡”› ” •“ •“Ÿ •™ ˜‘™• ¢™¡¡ •“™• ¡“” ¡ ”›‘ ¡‘šž“• š’ Ÿ” ’›•¡
” ™¢¢˜Ÿ™¢ •“Ÿ”˜ž“ •“ ˜¡ ” •“ •Ÿš™›ž˜‘™Ÿ ›• žŸš 𛡕™ ” •“ “™ž”›™‘ ›• žŸš • › •“ š¤Ÿ›• ”˜› ™Ÿ ™ Ÿ”š’ ™•š”›¡ ˜¡ µ˜Ÿ•“Ÿ’”Ÿœ •“ Ÿ¡˜‘•¡ ™‘¡” ¡˜žž¡•
•“™• •“ “™ž”›™‘ žŸš Ÿ¡˜‘•¡ ™Ÿ ”›‘ ¡‘šž“•‘ ‘¡¡ ™¢¢˜Ÿ™• •“™› •“ •Ÿš™›ž˜‘™Ÿ ›• žŸš 0  ”˜‘ ‘š  •” •“™› Ÿ” ¡¡”Ÿ š™› 0 š ˜ ”Ÿ “š¡ ™‘˜™ ‘ ¡˜žž¡•š”›¡ ¶ › Ÿ™  ™› ” ™‘œ ›˜’ Ÿš¢™‘ ¡¢“’ ™¡ ”› ’ ™› ™‘˜ ¡”‘˜•š”›¡
”Ÿ •“ ‘’ “”‘•– —˜™•š”› ”› •Ÿš™›ž˜‘™Ÿ žŸš ¡œ œ ³³ ¹¶ Ž ºº œ
¶ º ¹ ™Ÿ‘œ µ ”˜ ” œ ™› » 2 ’œ ‘‘ •” ™‘‘ Ÿ”™ ¢™¡•š›ž ™‘ž”Ÿš•“’ ¡ ”› “”› ¢”’ ›• ”Ÿ ¡ ™› ™ ‘𢙕𔛡œ œ œ œ ´ ´´·œ ¶ ™›•”Ÿ” 𢓠™› Ÿ ‘” œ œ ›•Ÿ ¡¢š›¢ ˜ ‘𡓐Ÿ¡œ ¸ ! ”Ÿ œ ¸ ! œ ¶ ´ ¶¶
! 2 ™™ œ
2 2
Ž ™¡š¢ •””‘ š• ”Ÿ ¡ ™Ÿ¡ ’ ™•Ÿš ¢”’ ˜•™•š”›¡œ
“•• Ž ¢¡ ˜’ ›  ˜ ¡™Ÿ¢“ ™Ÿ ™ 2 2
¡ ™Ÿ¡ š• “•’ ‘œ ¶ ´ 2 ™’ ™Ÿ¡ ššœ “ “”Ÿ ” »š¤Ÿ›¢ 2 ¢“’¡œ ™Ÿ¢‘ » Ÿœ ¸ œ ¸ ! ”Ÿ œ
¹·· ¶ ³ 2 ™ š” ™ ™› ™‘š’ ™ šœ  ˜¢š›ž •“ 𡠐Ÿ¡š”› ŸŸ”Ÿ š› •“ šžš•™‘ ™ ž˜š 
’¡“ ˜¡š›ž 𛕐Ÿ ”‘™•š”› ™› Ÿ—˜›¢ ™Ÿ š›ž •¢“›š—˜¡œ œ ¹ ޶ ¶ œ ¹··· º  2 ˜› œ ¸ ™›ž œ “™›ž œ ™› ™Ÿ‘¡”› œ ”˜Ÿ•“ ”Ÿ Ÿ ¢”’ ™¢• š¤Ÿ›¢ ¡¢“’
”› ™¢ ¢›•Ÿ ¢˜ š¢ žŸš ¡ š•“ ’˜‘•šžŸš ’•“” ”Ÿ ¡”‘ š›ž ¹» ¢”› ¢•š”› š¤˜¡š”›
—˜™•š”› œ œ š› Ÿ¡¡ ¶¹