拋物型奇異攝動對流擴散方程的層適應數值解法
發(fā)布時間:2024-07-06 14:02
奇異攝動問題在科學技術和工程領域均有廣泛應用,包括多孔介質的滲流問題,河網水質問題,金融模型中的Black-Scholes模型等。這些問題中對于小攝動參數ε引起的邊界附近出現的“振蕩”現象,經典的差分方法無法解決,層適應網格方法可以很好地解決這個困擾,于是用層適應法求解拋物型奇異攝動問題成為眾多學者的首要選擇。本文主要考慮一維拋物型奇異攝動對流擴散方程,并做了以下工作:第一部分給出了真解的性質,并構造了一種Crank-Nicolson中點迎風格式,也就是在時間方向用均勻網格上的Crank-Nicolson法進行離散,在空間方向用Bakhvalov-Shishkin網格上的中點迎風格式進行離散,而且推導了重要的離散比較原理,利用截斷誤差、障礙函數等理論分析技巧對差分格式進行誤差分析,證明了構造的全離散差分格式的高階一致收斂性,時間方向收斂階為O(M-2),空間方向平滑部分收斂階為O(N-2),邊界層部分收斂階為O(N-1),最后選取真解已知的奇異攝動方程進行數值實驗,數值算例清晰地證實了此誤差估計。第二部分先給出了真解進一...
【文章頁數】:45 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
本文編號:4002663
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【部分圖文】:
圖3-1例3-1和例3-2空間
第三章Shishkin網格上的Crank-Nicolson混合差分格式28表3-3和表3-4中的數值結果同樣也證實了定理3-1。圖3-1例3-1和例3-2空間方向誤差的log2-log2圖圖3-2例3-1和例3-2時間方向誤差的log2-log2圖圖3-1展示了全離散格式(3-7....
圖3-2例3-1和例3-2時間
第三章Shishkin網格上的Crank-Nicolson混合差分格式28表3-3和表3-4中的數值結果同樣也證實了定理3-1。圖3-1例3-1和例3-2空間方向誤差的log2-log2圖圖3-2例3-1和例3-2時間方向誤差的log2-log2圖圖3-1展示了全離散格式(3-7....
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