Аннотация:
Рассматривается начально-краевая задача для сингулярно возмущенного параболического уравнения конвекции-диффузии с возмущающим параметром ε,ε∈(0,1], при старшей производной и исследуются устойчивость стандартной разностной схемы, строящейся на основе монотонных аппроксимаций задачи на равномерной сетке, а также поведение сеточных решений при наличии возмущений. Такая схема с ростом числа сеточных узлов не сходится ε-равномерно в равномерной норме. В том случае, когда решение разностной схемы сходится, а именно, при условии N−1≪ε, N−10≪1, N и N0 — число сеточных интервалов сеток по x и t соответственно, схема не является ε-равномерно хорошо обусловленной и устойчивой к возмущениям данных сеточной задачи и компьютерным возмущениям.
Для стандартной разностной схемы при наличии возмущений данных сеточной задачи и/или компьютерных возмущений, получены условия, налагаемые на “параметры” разностной схемы и компьютера (определяемые величиной параметра ε, величинами N, N0, а также допустимыми возмущениями данных сеточной задачи и допустимыми компьютерными возмущениями), обеспечивающие сходимость возмущенных решений. Получены также условия, при которых скорость сходимости возмущенного численного решения по порядку такая же, как у решения стандартной разностной схемы при отсутствии возмущений. Библ. 24.
Ключевые слова:
сингулярно возмущенная начально-краевая задача, параболическое уравнение конвекции-диффузии, пограничный слой, стандартная разностная схема на равномерных сетках, возмущения данных сеточной задачи, компьютерные возмущения при вычислениях, равномерная норма, устойчивость схемы к возмущениям, обусловленность схемы,
компьютерная разностная схема.
Образец цитирования:
Г. И. Шишкин, “Разностная схема для сингулярно возмущенного параболического уравнения конвекции–диффузии при наличии возмущений”, Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 55:11 (2015), 1876–1892; Comput. Math. Math. Phys., 55:11 (2015), 1842–1856
Grigorii Shishkin, Lidia Shishkina, Lecture Notes in Computer Science, 11386, Finite Difference Methods. Theory and Applications, 2019, 80
Г. И. Шишкин, “Компьютерная разностная схема для сингулярно возмущенного эллиптического уравнения конвекции–диффузии при наличии возмущений”, Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 57:5 (2017), 814–831; G. I. Shishkin, “Computer difference scheme for a singularly perturbed elliptic convection-diffusion equation in the presence of perturbations”, Comput. Math. Math. Phys., 57:5 (2017), 815–832
Г. И. Шишкин, “Компьютерная разностная схема для сингулярно возмущенного параболического уравнения реакции-диффузии при наличии компьютерных возмущений”, Модел. и анализ информ. систем, 23:5 (2016), 577–586