RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Журнал вычислительной математики и математической физики // Архив

Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 2008, том 48, номер 5, страницы 813–830 (Mi zvmmf139)

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


 Англоязычная версия: Computational Mathematics and Mathematical Physics, 2008, 48:5, 769–785

Реферативные базы данных:


© МИАН, 2024