文 献 综 述
一.前言
抛物型方程是偏微分方程中三大方程之一,这种偏微分方程的定界问题在力学,热传导理论,燃烧理论,化学空气动力学,电磁学,经济数学等方面都有广泛的应用。该方程一般可以转化成常微分方程(组)。通常这些微分不能以实用的解析形式来表示,随着计算机的出现和发展,一门新兴学科—微分方程的数值(见文献[1][2][3])开始发展,解初值问题的差分方法很早就开始研究了,自从计算机问世,差分方法的研究和应用迅速地发展,近几十年来新的思想和算法仍不断出现,其应用的范围和规模越来越大。就目前的研究和应用现状看,解初值问题的差分方法是普遍实用的。
二.抛物型方程的有限差分方法及稳定性分析简介
抛物型方程的常见数值解法有有限差分法,有限元法,有限体积法,有限单元法,无网络方法等。
有限差分法主要是将定解区域离散化,将求解区域划分成差分网格,再将微分方程离散化,利用泰勒级数展开式,用商差近似代替微商,之后初边界条件离散化, 最后解差分方程组,将微分方程和初边值条件的离散化方程联立,得到差分方程组。国内对二阶抛物型方程的差分格式研究的较多。 [4]给出了五种常见的差分格式(1)古典的显式差分格式(2)古典的隐式差分格式[5],(3)Richardson差分格式。
古典差分格式:
古典显格式:
考虑一维热传导方程的第一类初边值问题
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