具有非局部边值条件的波动方程的加权隐式差分格式

许多物理现象是由具有非局部条件的双曲型方程描述的.具有非局部条件的双曲型方程的数值解法是一个重要研究领域,在现代科学与技术科学有广泛应用.本文讨论了一类具有非局部边值条件的双曲型方程的数值解.通过引入新的未知函数将一类具有非局部边值条件的波动方程定解问题变为Dirichlet和Neumann边值问题,作者给出了该问题的加权隐式差分格式,证明了该差分格式的唯一可解性,利用Fourier方法给出了上述差分格式的稳定性条件.给出的数值例子用以说明差分格式稳定性和收敛性.     

解四阶抛物型方程的差分格式的解的先天估计

§1.引言本文研究解四阶抛物型方程(ρ,α,b_1,b_2,f 均为给定的关于 x,t 的函数)的混合问题的三层差分方程解的先天估计,因而也就得到了它的稳定性.关于这种类型微分方程的差分格式及其稳定性问题已有很多作者研究过(参看),     

抛物型方程的数值解

本文討論非线性抛物型方程的数值解,该方程具有間断的系数,下面对这类方程建立一种不一致的差分格式,然后利用极大模原则証明这种格式的稳定性、收歛性,並可知精确阶是O(h~2 τ~2)     

非线性抛物型差分方程解的先验估计

1.引言近几年来出现了一系列与差分方程解先验估计有关的工作,例如,M.Lees的工作;作者模拟微分方程解的积分先验估计,对一系列线性和非线性差分方程解建立了相似的估计。众所周知,对某些抛物型差分格式,最大值原理不成立;在此情况下,可利用先验估计方法研究差分格式的收歛性和稳定性。     

二阶双曲型方程双参数差分格式

对一维二阶双曲型方程2u/t2=C2 2u/x2,构造了一个双参数三层差分格式,并讨论了它的稳定性与收敛性.当参数适当选取时,其局部截断误差阶可达O(τ4+h4)或O(τ6+h6),且其稳定性条件为r=Cτ/h≤1或r=1.     

双曲型方程的一类高精度带参数差分格式

用组合差商解法对一阶一维双曲型方程构造出一类截断误差为o(τ~4+h~4)的带参数的三层隐式差分格式,分析了格式的稳定性,并用数值例子验证了理论分析的结果.     

一阶双曲型方程的二层高精度半显格式

针对一阶一维常系数双曲型方程,本文在乘积型差商空间中应用组合差商解法构造出一类截断误差为o(r3+h3)的半显式差分格式,分析了格式的稳定性,并用数值例子验证理论分析的结果.     

求解一维线性双曲型方程的高精度紧致差分格式

【目的】双曲型方程是一类重要的偏微分方程,由于寻求问题本身的精确解比较困难,数值方法来求解此类方程有极具深远的意义和实际应用价值。【方法】首先对于一维的线性双曲型方程,在空间上采用Kreiss提出的四阶紧致差分公式进行逼近,时间上采用Taylor级数展开及截断误差修正的方法,推导出一个隐式的紧致差分格式。【结果】该格式在时间和空间上都有四阶精度,截断误差为O(τ4+h4)。【结论】采用Fourier方法分析了该格式的稳定性。数值实验证明提出的格式具有较好的稳定性和精确性。
     

一类双曲型方程两种差分格式的对比研究

文章研究了双曲型方程的显式差分格式与隐式差分格式,并进行了数值模拟.数值实验结果表明步长比s为1/3时,两种差分格式都稳定,但显格式的计算效率高且数值解的最大误差小;步长比s为3/2时,显格式不稳定而隐格式稳定,该结论恰好与双曲型方程的显、隐格式稳定性的理论结果相一致;在步长比相同的情况下,对时间和空间区间分割越细密,数值解的最大误差越小.     

双曲方程的一种二阶TVD差分格式构造方法

本文采用一阶迎风差分格式作Ｔａｙｌｏｒ展开,消去低阶项,给出求解守恒型双曲方程初值问题的一种二阶ＴＶＤ 差分格式的构造方法,并导出可能形式上用于非守恒型双曲方程的差分公式     

关于双曲型方程的奇摄动(Ⅰ)

(一) 对高阶椭圆型方程奇摄动问题已有不少研究,例如文[1～3],但关于高阶双曲型方程摄动问题的研究还不多.本文研究如下类型的高阶双曲型方程的奇摄动问题A(?):P_su_(?)≡εP_1U_s+P_0u_s=f(x,t),(1.1)     

三维抛物型方程两层显式差分格式的研究

近年来 ,对三维抛物型方程的数值解法的研究逐渐增多 ,出现了一些粗度高、稳定性好的差分格式。但它们或是三层隐式格式[1] ,或是三层显式格式[2 ,3 ,4 ] ,隐格式常因计算量和存储量太大而难以使用 ;三层显格式虽是显式计算 ,但却不能计算第一层上的网格函数值 ,需用其他方法先行启动 ,在实际使用上是不方便的 ,因此 ,构造精度高、稳定性好的两层显式差分格式便具有十分明显的理论意义和实用价值。作者对求解区域 D:{0≤ x,y,z≤ L ,0≤ t≤ T}上的三维抛物型方程初边值问题 u t= 2 u x2 + 2 y y2 + 2 y z2u| t=0 =φ( x,y,z) ,u| x=0 =…     

一维常系数对流方程的步长定律和固有差分格式

由常用差分格式得出的差分余项中的奇数次幂项和偶数次幂项分别会产生弥散(色散或频散)和耗散效应.但是利用泰勒展开式并且使差分余项为零,可以得出一维常系数对流方程的步长定律和固有差分格式,结论也适用于解类似的变系数双曲型方程和拟线性双曲型方程.     

广义对称正则长波方程的守恒型差分格式

作者对广义对称正则长波方程的初边值问题提出了三层守恒型差分格式,该格式能很好模拟原问题的守恒性质,然后分析了该格式的二阶收敛性与稳定性.数值算例表明,本文的格式是可行的.     

一种构造三维双曲型方程完全守恒差分格式的方法

研究三维双曲型方程组的完全守恒差分格式,在差分格式中引入参数的方法,针对三维欧拉双曲型方程进行讨论,通过一系列变换和运算技巧,得到三维双曲型方程组的完全守恒差分格式,理论上证明了这些完全守恒差分格式具有二阶精度,并对三维非定常无粘性,无热传导和可压缩的欧拉流体力学方程组建立含待定参量的差分格式,为它的数值求解提供了一种方便可行的差分格式。     

多维双曲型方程一般差分逼近时空网格同时加密的稳定性

讨论多维常系数双曲型方程式在一个中介面两侧的区域中,关于时间空间网格同时加密或稀疏情况下,分别应用不同的一般的柯西稳定差分逼近式的耦合稳定条件,推广了Ｂｅｒｇｅｒ只用于一维情形及Ｌ－Ｗ格式的结果．在多维情形下,应用Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ方法,利用傅里叶变换,得到包含对偶参数的特征方程式．再应用Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ的Ｕ．Ｋ．Ｃ判别条件,得到了多维常系数双曲型方程在中介面两边应用一般的分别为柯西稳定的格式并关于时空网格同时加密或稀疏问题的耦合稳定条件．     

解抛物型方程的一族绝对稳定的差分格式

本文提出一族求解抛物型方程的三层含参数差分格式,能在随意选取非负有限参数偶的情形下保持稳定,且截断误差至少可达0(Δt~2)+0(Δx~4)(特殊情况下还可提高)。这族格式概括了[1]及[2]中的部分结果。     

求解双曲型方程的并行算法

对一族求解双曲型方程的初边值问题,采用有效分组显式并行算法构造了分组显示差分格式。其局部截断误差为o(τ h),稳定性条件为0相似文献   

二阶拟线性双曲型方程的混合问题

Kato T.研究了拟线性双曲型方程的Dirichlet问题.本文讨论其边界条件满足Lopatinsky条件的二阶拟线双曲型方程的混合问题,得到了大范围解的存在定理,较Kato的局部性结果为好.线性情形结果的证明是用作者的方法,它与Kato的方法是不相同的,并且适用于高阶方程的情形,因此Kato的结果可以推广到高阶拟线性双曲型方程。     

解多维抛物型偏微分方程的差分格式

本文给出了一个解 m 维抛物型偏微分方程的差分格式,它含有两个参数α,β,当α≥1/2,β≥m 时,它是三层显格式,绝对稳定。它的截断误差为 o(τ+h~2),τ=△t,h=△x.本文可看成是[1]的格式的推广。对于二维情形,本文用数值例子验算了格式的稳定性与精确度。