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Crane方程(uu_{x}=-2):具有弱端点奇点函数的Chebyshev多项式级数的一般显式解和实例研究。 (英语) Zbl 1411.76112号

小结:Crane的点源层流对流理论中出现了(uu{x}=-2)边值问题。我们证明了只有当\(|x|\leq\sqrt{\pi}/2\)时解才是真实的。在这个区间上,用(A)和(s)表示积分常数,一般解是(A V([x-s]/A),其中“Crane函数”(V)是无参数函数(V=\exp\Big(-\Big\{\operatorname{erfinv}(-[2/\sqrt{\pi}])x\Big\}^2\Big)),而(operatorname{erfinv}(z)是误差函数的逆函数\(V(x)\)在两个端点都是弱奇异的;其切比雪夫多项式系数(a{n})成比例地减小为(1/n^{3})。指数收敛可以通过写入\(V(x)=\sum_{n=0}a_2n}T_{2n}(z[x])来恢复,其中映射是\(z=\frac{\operatorname{arctanh}(x/\mho)}{L^2+(\operator name{arktanh}(x/\ mho,))^2}\),\(\mho=\sqrt{\pi}/2\)。另一种选择是奇异基函数\(V近似值(1-x^2/mho^2){1-0.216\log(1-x*2/mho ^2)})的最大逐点误差小于起重机功能最大值的1/2000。

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76平方米 谱方法在流体力学问题中的应用
76D10型 边界层理论、分离和再附着、高阶效应
65日第15天 函数逼近算法
41A55型 近似正交
33F05型 特殊函数的数值逼近与计算
第42页第10页 三角近似

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参考文献:

[1] Baum,H.R.,点热源诱导的层流,J.Res.Nat.Bur。站立。B.数学。科学。,81B、19、45-60(1977年)·兹伯利0384.76023
[2] 本德,C.M。;Orszag,S.A.,《科学家和工程师的高级数学方法》,第594页(1978年),McGraw-Hill:McGraw-Hill纽约·Zbl 0417.34001号
[3] 布莱尔,J.M。;Edwards,C.A。;Johnson,J.H.,误差函数逆的有理切比雪夫近似,数学。计算。,30, 827-830 (1976) ·Zbl 0344.65001号
[4] Boyd,J.P.,具有角点或端点奇异性的函数的多项式级数与正弦展开式,J.Compute。物理。,64, 266-269 (1986) ·Zbl 0608.65010号
[5] Boyd,J.P.,在无限区间上使用有理基函数的谱方法,J.Compute。物理。,69, 112-142 (1987) ·Zbl 0615.65090号
[6] Boyd,J.P.,具有对数端点奇点的函数的渐近Chebyshev系数,应用。数学。计算。,29, 49-67 (1989) ·Zbl 0668.65017号
[7] Boyd,J.P.,复平面中的blasius函数,J.Exp.Math。,8, 381-394 (1999) ·Zbl 0980.34053号
[8] Boyd,J.P.,解决Chandrasekhar H函数对数端点奇异性的光谱精确求积,J.Quant。光谱学。辐射。传输。,94, 467-475 (2005)
[9] Boyd,J.P.,傅里叶系数和变换的大阶渐近和指数渐近,切比雪夫和其他谱系数,J.工程数学。,63, 355-399 (2009) ·Zbl 1163.42001号
[10] Boyd,J.P.,《求解超越方程:切比雪夫多项式代理和其他数值寻根器》,《微扰级数和Oracles》,460(2014),SIAM:SIAM Philadelphia·Zbl 1311.65047号
[11] Boyd,J.P.,《Imbrize-Fourier级数及其应用》(2016),SIAM:SIAM Philadelphia
[12] 博伊德,J.P。;Xiu,Y.C.,关于(x=0)和(x=L)的奇偶对称性要求周期为4L:计算机图形学、群论和解偏微分方程的谱方法之间的联系,应用。数学。计算。,219, 3461-3469 (2012) ·Zbl 1311.42007年
[13] 品牌,R.S。;Lahey,F.J.,《加热层流垂直射流》,J.流体力学。,29, 305-315 (1967) ·Zbl 0149.45006号
[14] Callegari,A.J。;Friedman,M.B.,粘性流体理论中非线性边值问题的解析解,J.Math。分析。申请。,21, 510-529 (1968) ·Zbl 0172.26802号
[15] Crane,L.J.,《很小普朗特数下的轴对称羽流》,J.Appl。数学。物理学。(ZAMP-《数学与物理杂志》),26427-435(1975年)·Zbl 0335.76022号
[16] Fettis,H.E.,计算“尾端”区域逆误差函数的稳定算法,数学计算,28,585-587(1974)·Zbl 0278.65013号
[17] 藤井,T,水平线热源和点热源上方稳态层流自然对流理论,国际热质交换杂志。,6, 597-606 (1963)
[18] 吉尔,A。;塞古拉,J。;Temme,N.,《特殊函数的数值方法》(2007),SIAM:SIAM Philadelphia·Zbl 1144.65016号
[19] 拉科诺(Iacono,R.)。;Boyd,J.P.,《布拉修斯方程的简单解析近似》,《物理学D》,310,72-78(2015)·Zbl 1364.76040号
[20] Iri,M。;Moriguti,S。;Takasawa,Y.,关于某个求积公式,J.Compute。申请。数学。,17, 3-20 (1987) ·兹比尔0616.65023
[21] Kzaz,M.,与低连续性函数相关的傅里叶系数的渐近展开,J.Compute。申请。数学。,114, 217-230 (2000) ·Zbl 0979.42011
[22] Mori,M.,双指数变换的发现及其发展,Publ。京都大学数学科学研究所,41897-935(2005)·Zbl 1098.41031号
[23] Philip,J.R.,函数inverfc\((θ)\),澳大利亚。《物理学杂志》。,13, 13-20 (1960) ·Zbl 0135.28302号
[24] 舒尔茨,W.W。;Lee,纽约州。;Boyd,J.P.,切比雪夫角奇异粘性流伪谱方法,科学杂志。计算。,4, 1-24 (1989) ·Zbl 0679.76042号
[25] Shampine,L.F.,浓度依赖扩散的精确解和逆互补误差函数,J.Frankl。研究所,295239-247(1978)·Zbl 0316.76059号
[26] Stenger,F.,基于whittaker基数或sinc函数的数值方法,SIAM Rev.,23,165-224(1981)·Zbl 0461.65007号
[27] Stenger,F.,《新方法》,第500页(1993年),施普林格出版社:施普林格出版社,纽约·Zbl 0803.65141号
[28] Stenger,F.,《正弦数值方法概述》,J.Compute。申请。数学。,121, 379-420 (2000) ·Zbl 0964.65010号
[29] Stenger,F.,《Sinc数值方法手册》,482(2010),查普曼和霍尔/CRC:查普曼和霍尔/CRC博卡拉顿,佛罗里达州
[30] 斯特朗,G。;Fix,G.J.,《有限元法分析》,305(1973),普伦蒂斯·霍尔:普伦蒂斯霍尔·恩格尔伍德悬崖,新泽西州·Zbl 0278.65116号
[31] 斯特雷科克,A.,关于误差函数的逆函数的计算,数学。计算。,22, 144-158 (1968) ·Zbl 0157.23501号
[32] Trefethen,L.N。;Weideman,J.A.C.,指数收敛梯形法则,SIAM Rev.,56,385-458(2014)·Zbl 1307.65031号
[33] Worster,M.G.,《轴对称层流羽流:大普朗特数的渐近解》,Stud.Appl。数学。,75, 139-152 (1986) ·Zbl 0611.76093号
[34] Yih,C.-S.,边界源引起的自由对流,(Long,R.E.,《地球物理流体模型:地球物理流体动力学模型使用第一次研讨会论文集》,1953年9月),117-134
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