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污染扩散方程高精度紧致格式及其稳定性分析
  • ISSN号:1007-4708
  • 期刊名称:《计算力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O241.82[理学—计算数学;理学—数学] X145[环境科学与工程—环境科学]
  • 作者机构:[1]大连海事大学环境科学与工程学院,辽宁大连116026
  • 相关基金:国家自然科学基金(50479053)资助项目.
中文摘要:

针对污染扩散方程提出了时间任意阶精度的显式格式,并对该格式的稳定性和精度进行了分析,理论结果表明:一阶精度的计算格式是传统的显格式,其稳定条件为:s≤1/2(s=D·Δt/Δx^2,D为扩散系数,△t为时间步长,Δx为空间步长),随着保留精度阶数的增加,稳定性范围也会随之增大;当保留无穷阶精度时,格式是无条件稳定的。这也就从一个侧面揭示了稳定性与时间精度之间的关系,为高性能数值计算格式的构思提供了可以借鉴的原则。数值算例的结果表明,本文格式具有一定的实用性。

英文摘要:

An explicit numerical method which has arbitrary order of accuracy in time was derived in this paper, including the analysis of the stability and the accuracy of the pollutant diffusion equation. The conventional explicit Forward Time Central Space scheme (FTCS) is the specific form with first order accuracy of the proposed method. The theoretical analysis demonstrated that the stable region would expand along with the increase of the order of accuracy and the proposed explicit method was unconditionally stable when remaining the infinite order of accuracy. Finally, the validity of the proposed method was tested by a numerical example and it is shown that the numerical results agree quite well with the anterior theoretical analysis. And it also reveals the relationship between the stability and the accuracy, and provides the advisory principle for the development of the high-performance computational schemes.

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期刊信息
  • 《计算力学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:大连理工大学 中国力学学会
  • 主编:程耿东
  • 地址:辽宁省大连理工大学《计算力学学报》编辑部
  • 邮编:116024
  • 邮箱:jslxxb@dlut.edu.cn
  • 电话:0411-84708744 84709559
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-4708
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1373/O3
  • 邮发代号:8-180
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵双效期刊,Ei Compenelex收录期刊,获2003年大连市期刊最佳印制奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9563