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二维扩散反应方程的三次样条高精度加权隐式差分格式及其多重网格方法
  • ISSN号:1673-5196
  • 期刊名称:兰州理工大学学报
  • 时间:2013.6.6
  • 页码:141-146
  • 分类:O241.82[理学—计算数学;理学—数学]
  • 作者机构:[1]中国矿业大学银川学院,宁夏银川750011, [2]宁夏大学应用数学与力学研究所,宁夏银川750021
  • 相关基金:国家自然科学基金(11061025),霍英东教育基金会高等院校青年教师基金(121105)
  • 相关项目:非均匀网格上的高精度紧致差分格式及其多重网格算法研究
中文摘要:

利用二阶微商的三次样条四阶紧致差分逼近公式,推导出两种数值求解二维扩散反应方程的两层9点加权隐式紧致差分格式.当θ=1/2时,该格式在时间和空间方向上分别达到二阶和四阶精度.通过Fourier方法讨论知,当1/2≤θ≤1时,格式是无条件稳定的;当0≤θ〈1/2时,格式是条件稳定的.为了克服传统迭代法在求解隐格式方面的困难,差分方程采用多重网格方法进行求解并将本文格式的结果与P-R格式及C-N格式下的结果进行比较.数值实验结果验证本文方法的精确性和可靠性及多重网格方法的效率.

英文摘要:

Applying second derivative approximation formula with cubic spline and fourth-order compact difference, two kinds of weighted implicit compact difference formats with two levels and nine points were derived for solving two-dimensional diffusion-reaction equation. The two formats could achieve second-or- der accuracy in time and fourth-order accuracy in space respectively when θ= 1/2. By means of the Fourier analysis, it could be concluded that when 1/2≤θ≤1, they would be unconditionally stable. When 0≤θ〈1/2, they would be conditional stable. In order to overcome the ciifficulty of conventional method in sol- ving the implicit format, the multigrid method was adopted to acc1crate convergence rate. The numerical result from two formats presented were compared with that from P-R and C-N formats. The comparison result verified the accuracy and stability of two schemes presented and the efficiency of multigrid method.

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期刊信息
  • 《兰州理工大学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:甘肃省教委
  • 主办单位:兰州理工大学
  • 主编:李有堂
  • 地址:甘肃省兰州市兰工坪路287号
  • 邮编:730050
  • 邮箱:journal@lut.cn
  • 电话:0931-2756301
  • 国际标准刊号:ISSN:1673-5196
  • 国内统一刊号:ISSN:62-1081/T
  • 邮发代号:54-72
  • 获奖情况:
  • 甘肃高等校优秀学术期刊,全国优秀高校自然科学学报及教育部优秀科技期刊评...,第二届国家期刊奖百种重点期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,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)
  • 被引量:6651