Эта публикация цитируется в
9 статьях
Обусловленность разностных схем для сингулярно возмущенного параболического уравнения конвекции-диффузии
Г. И. Шишкин 620219 Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 16, ИМM УрО РАН
Аннотация:
В случае краевой задачи для сингулярно возмущенного параболического уравнения конвекции-диффузии исследуется обусловленность матрицы
$\varepsilon$-равномерно сходящейся разностной схемы на кусочно-равномерной сетке, а также разностной схемы на равномерной сетке при условии сходимости этой схемы. Для числа обусловленности схемы на кусочно-равномерной сетке получена
$\varepsilon$-равномерная оценка
$O(\delta^{-2}\ln\delta_1^{-1}+\delta_0^{-1})$, где величины
$\delta_1$ и
$\delta_0$ – компоненты ошибки, порождаемые аппроксимацией производных по
$x$ и
$t$ соответственно; таким образом, эта схема хорошо обусловлена
$\varepsilon$-равномерно. Для числа обусловленности схемы на равномерной сетке имеем оценку
$O(\varepsilon^{-1}\delta_1^{-2}+\delta_0^{-1})$; схема не является
$\varepsilon$-равномерно хорошо обусловленной. В случае разностной схемы на равномерной сетке появляющаяся дополнительная ошибка, возникающая вследствие возмущений сеточного решения, неограниченно растет при
$\varepsilon\to0$, приводя к потере точности сеточного решения (происходит потеря значащих цифр сеточного решения). Числа обусловленности матриц исследуемых схем оказываются одинаковыми:
$O(\varepsilon^{-1}\delta_1^{-2}+\delta_0^{-1})$; матрицы как
$\varepsilon$-равномерно сходящейся схемы, так и схемы на равномерной сетке при условии сходимости этой схемы не являются
$\varepsilon$-равномерно хорошо обусловленными.
Ключевые слова:
краевая задача, возмущающий параметр $\varepsilon$, параболическое уравнение конвекции-диффузии, конечно-разностная аппроксимация, матрицы, $\varepsilon$-равномерная сходимость, неравномерная хорошая обусловленность схемы, обусловленность матрицы.
УДК:
519.633 Поступила в редакцию: 01.10.2007