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相似文献
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1.
1引言对流扩散方程是许多物理问题的数学模型,研究其稳定的数值解法具有重要的应用价值.而标准的差分法和有限元法通常会失效,出现数值振荡.80年代,Douglas和Russel提出了特征线方法,在一定程度上克服了数值振荡,保证了数值的稳定,尤其对“对流占优”问题,更能突出特征法的优越性,并有了大量的理论成果[1,2,3].区域分裂是一种解决大规模的科学与工程计算问题的有效方法,Dawson,Du和Dupont对热传导方程给出了非重叠区域分裂格式及分析,由于内边界的显格式,需要一定的稳定性条件Δt≤CH2;而Du等在[5]给出了抛物方程的几种区域分裂格式,对区域分裂法的  相似文献   

2.
本文讨论具有抛物边界层的半线性抛物型方程奇异摄动问题的数值解法,在非均匀网格上构造了两层非线性差分格式,证明了差分格式是一致收敛的,给出了一些数值例子.  相似文献   

3.
研究了一类带有周期边界条件的三维拟抛物粘性扩散方程有限差分解的长时间行为.证明了数值解的存在唯一性,离散系统全局吸引子的存在性,差分格式的长时间稳定性和收敛性.此外,我们给出了上半连续性.  相似文献   

4.
对流扩散方程一类改进的特征线修正有限元方法   总被引:5,自引:1,他引:4  
1引言在地下水污染,地下渗流驱动,核污染,半导体等问题的数值模拟中,均涉及抛物型对流扩散方程(或方程组)的数值求解问题.这些对流扩散型偏微分方程(或方程组)具有共同的特点:对流的影响远大于扩散的影响,即对流占优性,对流占优性给问题的数值求解带来许多困难,因此对流占优问题的有效数值解法一直是计算数学中重要的研究内容.用通常的差分法或有限元法进行数值求解将出现数值振荡.为了克服数值振荡,提出各种迎风方法和修正的特征方法并在这些问题上得到成功的实际应用、80年代,Douglas和Russell[2]等…  相似文献   

5.
研究了一类带有周期边界条件的三维拟抛物粘性扩散方程有限差分解的长时间行为.证明了数值解的存在唯一性,离散系统全局吸引子的存在性,差分格式的长时间稳定性和收敛性.此外,我们给出了上半连续性.  相似文献   

6.
对流扩散问题的交替方向差分-流线扩散格式   总被引:1,自引:0,他引:1  
孙澈  赵云凯 《计算数学》2002,24(3):291-310
1.引 言 差分-流线扩散法(Finite Difference-Streamline Diffusion Method,简称FDSD方法)于1998年由文[1]提出并对线性对流占优扩散问题给出分析,随后文[2],[3]就非线性问题的FDSD格式及FDSD预测-校正格式,分别作出了分析,文[4]讨论了FDSD方法的后验估计及自适应技术,[5],[6]则分别讨论了FDSD方法的某些重要应用.与基于时-空有限元的传统流线扩散法相比,FDSD方法的计算工作量已有成数量级的减少,且较易于推广到非线性问题,然而,对于高维问题,在每一时间层,仍然需要求解一大型线性或非线性方程组,工作量仍然很大.参照J.Douglas与T.Dupont关于抛物问题交替方向  相似文献   

7.
许多工程问题可通过带有未知参数的抛物方程求解.因此,发展高精度数值方法求解这类反问题非常重要.本文提出一种交替方向隐格式(ADI)的三层线性化组合紧致差分(CCD)格式求解带控制参数的二维非定常反应扩散方程.该方法在时间上达到二阶精度,空间上达到六阶精度.在每个ADI迭代步,只需求解一个块三对角系统,可通过块Thomas算法快速求解.此外,我们严格证明在周期性边界条件下,CCD-ADI方法解的存在性和唯一性.最后,通过与已有空间四阶方法对比,用数值算例验证新方法的无条件稳定性、精度与效率.  相似文献   

8.
带非线性边界条件的反应扩散方程的数值方法   总被引:1,自引:1,他引:0  
1引言近年来关于非线性抛物型方程数值解法的研究取得了许多好的结果,其中以C.V.Pao为主的研究者们利用上、下解方法对带线性边界条件的半线性抛物型方程的有限差分系统进行了广泛的研究,提出了一系列有效的迭代算法(见[1]、[2]、[3]、[4]).但对带非线性边界条件的半线性抛物型方程初边值问题,作者至今尚未见到有研究者将上、下解方法用在相应的差分系统上,求得数值解.其主要原因是由于边界上函数的非线性,解在边界网格点上的值未知且无法用内部网格点上的值直接表示,相应的差分系统表示形式受到影响,边界网…  相似文献   

9.
首先给出逼近带扩散项四阶抛物方程初边值问题一类非对称差分格式,利用该组非对称格式构造了一类新的交替分组显格式算法,并给出了截断误差分析和绝对稳定性结论,最后给出数值实验.  相似文献   

10.
给出逼近带扩散项四阶抛物方程一组非对称差分格式,对此组非对称格式重新组合,得到了一类新的具有并行本性的算法.随后,利用矩阵法证明了算法的绝对稳定性.最后给出数值实验.  相似文献   

11.
The difference schemes of Richardson [1] and of Crank-Nicolson [2] are schemes providing second-order approximation. Richardson's three-time-level difference scheme is explicit but unstable and the Crank-Nicolson two-time-level difference scheme is stable but implicit. Explicit numerical methods are preferable for parallel computations. In this paper, an explicit three-time-level difference scheme of the second order of accuracy is constructed for parabolic equations by combining Richardson's scheme with that of Crank-Nicolson. Restrictions on the time step required for the stability of the proposed difference scheme are similar to those that are necessary for the stability of the two-time-level explicit difference scheme, but the former are slightly less onerous.Translated fromMatematicheskie Zametki, Vol. 60, No. 5, pp. 751–759, November, 1996.This research was supported by the Russian Foundation for Basic Research under grant No. 95-01-00489 and by the International Science Foundation under grants No. N8Q300 and No. JBR100.  相似文献   

12.
The numerical simulation of the dynamics of the molecular beam epitaxy (MBE) growth is considered in this article. The governing equation is a nonlinear evolutionary equation that is of linear fourth order derivative term and nonlinear second order derivative term in space. The main purpose of this work is to construct and analyze two linearized finite difference schemes for solving the MBE model. The linearized backward Euler difference scheme and the linearized Crank‐Nicolson difference scheme are derived. The unique solvability, unconditional stability and convergence are proved. The linearized Euler scheme is convergent with the convergence order of O(τ + h2) and linearized Crank‐Nicolson scheme is convergent with the convergence order of O2 + h2) in discrete L2‐norm, respectively. Numerical stability with respect to the initial conditions is also obtained for both schemes. Numerical experiments are carried out to demonstrate the theoretical analysis. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Numer Methods Partial Differential Eq, 2011  相似文献   

13.
反应扩散方程的紧交替方向差分格式   总被引:9,自引:0,他引:9  
孙志忠  李雪玲 《计算数学》2005,27(2):209-224
本文研究二维常系数反应扩散方程的紧交替方向隐式差分格式.首先综合应用降阶法和降维法导出了紧差分格式,并给出了差分格式截断误差的表达式.其次引进过渡层变量,给出了紧交替方向隐式差分格式算法.接着用能量分析方法给出了紧交替方向隐式差分格式的解在离散H^1范数下的先验估计式,证明了差分格式的可解性、稳定性和收敛性,在离散H^1范数下收敛阶为O(r^2 H^4).然后将Rechardson外推法应用于紧交替方向隐式差分格式,外推一次得到具有O(r^4 H^6)阶精度的近似解.最后给出了数值例子,数值结果和理论结果是吻合的.  相似文献   

14.
基于Black-Scholes模型,采用指数拟合有限差分法与外推的指数拟合有限差分法对美式看跌期权价值进行了数值计算,对这两种数值方法及其与已往的显式、隐式、C-N等有限差分的优缺点进行了比较,并给出数值算例,通过对此算例做的一系列数值试验,验证了算法的有效性,并得到了一些在期权交易的实际操作中有用的结果.  相似文献   

15.
A unified $m\,(m>2)$-point ternary scheme with some parameter is proposed. The continuity of subdivision scheme is analyzed based on the relationship between the subdivision scheme and difference scheme. Moreover, the proposed subdivision is extended to asymmetric multi-parameter subdivision and the asymmetric schemes in four cases are presented in detail. Some examples are given to show that the presented scheme has better approximating effect.  相似文献   

16.
研究了如何利用迎风格式的耗散性构造中心差分TVD格式的方法,给 相应的定理,构造出新的耗散表达式。新格式既保留了二阶中心差分格式灵活方便的优点,又吸收了迎风格式耗散项比较精细的特点,同时具有TVD性质,使得新格式具有较同的激波分辨率。  相似文献   

17.
The thermistor problem is an initial-boundary value problem of coupled nonlinear differential equations.The nonlinear PDEs consist of a heat equation with the Joule heating as a source and a current conservation equation with temperature-dependent electrical conductivity.This problem has important applications in industry.In this paper,A new finite difference scheme is proposed on nonuniform rectangular partition for the thermistor problem.In the theoretical analyses,the second-order error estimates are obtained for electrical potential in discrete L2 and H1 norms,and for the temperature in L2 norm.In order to get these second-order error estimates,the Joule heating source is used in a changed equivalent form.  相似文献   

18.
This paper studies the Neimark–Sacker bifurcation of a diffusive food‐limited model with a finite delay and Dirichlet boundary condition by the backward Euler difference scheme, Crank‐Nicolson difference scheme, and nonstandard finite‐difference scheme. The existence of Neimark‐Sacker bifurcation at the equilibrium is obtained. Our results show that Crank‐Nicolson and nonstandard finite‐difference schemes are superior to the backward Euler difference scheme under the means of describing approximately the dynamics of the original system. Finally, numerical examples are provided to illustrate the analytical results. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

19.
Finite difference approximation of the nonlinear integro-differential system associated with the penetration of a magnetic field into a substance is studied. The convergence of the finite difference scheme is proved. The rate of convergence of the discrete scheme is given. The decay of the numerical solution is compared with the analytical results proven earlier.  相似文献   

20.
双曲-抛物型偏微分方程奇摄动混合问题的数值解法   总被引:1,自引:0,他引:1  
构造了二阶双曲—抛物型方程奇摄动混合问题的差分格式,给出了差分解的能量不等式,并证明了差分解在离散范数下关于小参数一致收敛于摄动问题的解。  相似文献   

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