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高阶交替方向方法。 (英语) Zbl 0824.65017号

设(f)是从实矩阵的邻域(t=0)到方阵的向量空间(mathcal M)的连续函数,(f(t,a;b)=\text{exp}M},(a_j),(b_j)实参数。交替方向方法基于构造一个函数\(f),其中\(f(t/n)^n-\text{exp}(t(a+B))=O(n^{-p})\)\(k=1),(a_1=b_1=1)是著名的李公式,其阶为(p=1)。
G.绞合线[《大鼠力学学报》第12卷第392-402页(1963年;第113页,第323页),《SIAM J.Numer.Anal.》第5卷第506-517页(1968年;Zbl 0184.385页)]给出了一个顺序为\(p=2:k=2\)、\(a_1=a_2=1/2\)、_(b_1=1\)和\(b_2=0\)的公式。但是Q.Sheng先生[IMA J.Numer.Anal.9,No.2,199-212(1989;Zbl 0676.65116号)]指出了(在非交换的情况下)不存在具有(aj\geq0)、(bj\geq 0)和阶(p\geq3)的(k)。因此,寻找更准确的产品公式是否定的。
然而,存在具有(部分)负系数的三阶公式,例如,具有(a1=1)、(a2=-a3=-2/3)、(b1=-1/24)、(b2=3/4)和(b3=7/24)。作者研究了产生顺序(p=4)的乘积公式的线性组合,例如S.Z.Burstein和A.A.Mirin《计算物理学杂志》第5期,第547-571页(1970年;Zbl 0223.65053号)]使用\(2/3 f(t,1/2,1/2;1,0)+2/3 f(t,1,0;1/2,1/2)-1/6 f(t,1,0;1,0)-1/6 f(t,0,1;0,1)\)(这意味着\(k=2\)),或通过Richardson外推法获得\(k=3\)的新结果:\(4/3 f(t,1/4,1/2,1/4;1/2,1/2,0)-1/3 f(t,1/2,1/2,0;1,0,0)。\)
只有很少的数值实验。但是这种方法(基于Campbell-Baker-Dynkin-Hausdorff形式级数)是一种很有前途的方法,当然,它需要谨慎,可能还需要使用计算机代数。

理学硕士:

65层10 线性系统的迭代数值方法
2006年6月65日 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Burstein,S.Z。;Mirin,A.A.,双曲方程的三阶方法,J.Comput。物理。,5, 547-571 (1970) ·Zbl 0223.65053号
[2] Marchuk,G.I.,《数值数学方法》(1975),施普林格:施普林格-布伦瑞克·Zbl 0329.65002号
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[4] Maday,Y。;帕特拉,A.T。;Rönquist,E.M.,《时间相关问题的算子积分因子分裂方法:应用于不可压缩流体流动》,《科学杂志》。计算。,5, 263-292 (1990) ·Zbl 0724.76070号
[5] Strang,G.,精确部分差分法。一: 线性柯西问题,Arch。老鼠。机械。分析。,12, 392-402 (1963) ·Zbl 0113.32303号
[6] Strang,G.,《关于差分格式的构造和比较》,SIAM J.Numer。分析。,5, 507-517 (1968) ·Zbl 0184.38503号
[7] Sheng,Q.,用指数分裂法求解线性偏微分方程,IMA J.Numer。分析。,199-212年9月(1989年)·兹伯利0676.65116
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