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二阶波动方程的差分近似。 (英语) Zbl 1033.65072号

作者推导了一维和二维二阶波动方程的差分近似,而没有首先将其写成一阶系统。Dirichlet和Neumann问题是在一维情况下处理的。对于完全二阶精度离散化和内部四阶精度、边界二阶精度的格式,导出了边界误差和内部相位误差之间的关系。这是一个可以接受的折衷方案,因为它允许控制相位误差。
Dirichlet问题考虑了一般的二维域,其中该域嵌入笛卡尔网格中,并且通过插值来近似边界条件。在时间步长仅由内部离散化公式确定的情况下,导出了一个稳定的保守格式。被边界切割的离散化单元被隐式处理,但得到的方案是完全显式的,因为隐式依赖关系只是逐点的。
数值算例验证了该方法的稳定性和准确性。研究了三角精确解、圆内向内和向外行波解以及椭圆内反弹波的收敛性。

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6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
65个M12 含偏微分方程初值和初边值问题数值方法的稳定性和收敛性
35升05 波动方程
65岁15岁 涉及PDE的初值和初边值问题的误差界
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全文: 内政部