Сходимость метода прямых в случае первой периодически-краевой задачи для нелинейного параболического уравнения второго порядка
М. Н. Яковлев
Аннотация:
Для приближенного решения первой обобщенной периодически-краевой задачи в случае квазилинейного параболического уравнения второго порядка вида
\begin{equation}
\frac{\partial u}{\partial t}=\frac{d}{dx}k\biggl(t,x,\frac{\partial u}
{\partial x}\biggr)-f(t,x,u),\quad0<t\le T,\quad0<x<1
\tag{1}
\end{equation}
с периодическим условием
\begin{equation}
u(0,x)=\mu u(T,x)+\omega(x),\quad0<x<1
\tag{2}
\end{equation}
и краевыми условиями
\begin{equation}
u(t,0)=u(t,1)=0,\quad0<t\le T
\tag{3}
\end{equation}
рассматривается продольный вариант метода прямых, сводящий решение задачи (1)–(3) к решению двухточечной задачи для системы
$N-1$ обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка вида
\begin{equation}
\begin{gathered}
\frac{\partial W}{\partial t}(y,x)
=\bigl[a(t,x,W_{\bar x})\bigr]_x-\varphi(t,x,W),\\
0<t\le T,\quad x\in\omega_n
=[x=ih;i:=1,\dots,N-1;Nh=1]
\end{gathered}
\tag{4}
\end{equation}
с двухточечными условиями
\begin{equation}
W(0,x)=\mu W(T,x)+\omega(x),\quad x\in\omega_h.
\tag{5}
\end{equation}
Устанавливается оценка погрешности. При двух способах выбора функций
$a(t,x,p)$ и
$\varphi(t,x,u)$ установлена сходимость решений задачи (4),(5) к обобщенному решению задачи (1)–(3). В предположении интегрируемости с квадратом третьей производной
$\partial^3u/\partial x^3(t,x)$
решения задачи (1)–(3) гарантируется сходимость с порядком
$h^2$. Библ. – 3 назв.
УДК:
518+517.949.8