Сеточная аппроксимация сингулярно возмущенного квазилинейного параболического уравнения конвекции-диффузии на априорно адаптирующихся сетках
Г. И. Шишкин Институт математики и механики УрО РАН
Аннотация:
Рассматривается начально-краевая задача для сингулярно возмущенного квазилинейного параболического уравнения конвекции-диффузии; строятся разностные схемы (нелинейная и линеаризованная) на
априорно (последовательно)
адаптирующихся сетках и исследуется их сходимость. Для такой задачи решение классической разностной схемы на равномерной сетке сходится со скоростью $\mathcal O((\varepsilon+N^{-1})^{-1}N^{-1}+N_0^{-1})$, где
$N+1$ и
$N_0+1$ — число узлов равномерных сеток по
$x$ и
$t$ соответственно; схема сходится лишь при условии
$N^{-1}\ll\varepsilon$. В настоящей работе построение схемы на априорно адаптирующихся сетках проводится на основе мажоранты сингулярной компоненты сеточного решения, позволяющей по возмущающему параметру
$\varepsilon$, шагу равномерной сетки по
$x$, а также по требуемой точности сеточного решения и задаваемому числу итераций
$K$ для уточнения решения априорно указать подобласть, на которой сеточное решение требует дальнейшего уточнения. При решении сеточных задач в процессе уточнения решения на подобластях используются равномерные сетки. Ошибка сеточного решения слабо зависит от величины параметра
$\varepsilon$; схема сходится
почти $\varepsilon$-равномерно, а именно при условии
$N^{-1} \ll \varepsilon^{\nu}$, где величина
$\nu=\nu(K)$ может быть выбрана сколь угодно малой при подходящем достаточно большом
$K$.
УДК:
519.633