×

一种用于模拟三维稳态对流扩散反应问题的三次B样条半解析算法。 (英语) Zbl 1433.65018号

摘要:本文提出了一种新的基于三次B样条的半解析算法,用于求解非均匀介质中的三维各向异性对流扩散反应(CDR)问题。该数学模型由具有混合导数和变系数的拟线性二阶椭圆偏微分方程(EPDE)表示。最终近似值是粗初值解和具有自由参数的修改样条插值的总和。主解在数学上满足边界条件。因此,选择插值函数的自由参数来满足解域中的控制方程。数值算例表明,该方法在求解单连通域和多连通域的三维CDR问题时具有较高的精度。

MSC公司:

65D07年 使用样条曲线进行数值计算
65号35 偏微分方程边值问题的谱、配置及相关方法
35千57 反应扩散方程
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 伯德·R·B。;Stewart,W.E。;Lightfoot,E.N.,《运输现象》(2002),威利:威利纽约
[2] Cengel,Y.A。;Ghajar,A.J.,《传热与传质:基础与应用》(2015),麦格劳-希尔教育:麦格劳–希尔教育纽约
[3] 贝尔曼,R。;Kalaba,R.,拟线性化和非线性边值问题(1965),Elsevier·Zbl 0139.10702号
[4] 克里希纳,美国。;马诺哈尔,R.P。;Stephenson,J.W.,变系数三维一般线性椭圆问题的四阶有限差分方法,数值。方法部分不同。Equ.、。,3, 229-240 (1987) ·兹比尔0651.65068
[5] 古普塔,M.M。;Kouatchou,J.,三维泊松方程有限差分近似的符号推导,数值。方法部分差异。Equ.、。,18, 5, 593-606 (1998) ·Zbl 0926.65103号
[6] 古普塔,M.M。;张杰,三维对流扩散方程的高精度多重网格解法,应用。数学。计算。,113, 249-274 (2000) ·Zbl 1023.65127号
[7] Wang,J。;钟伟。;Zhang,J.,三维泊松方程的一般网格四阶紧致差分离散格式,应用。数学。计算。,183, 804-812 (2006) ·Zbl 1109.65090号
[8] Zhang,J.,三维泊松方程的快速高精度多重网格解,J.Compute。物理。,143, 449-461 (1998) ·Zbl 0927.65141号
[9] Zhang,J.,三维对流扩散方程的显式四阶紧致有限差分格式,Commun。数字。方法工程,14,209-218(1998)·Zbl 0912.65083号
[10] 莫汉蒂,R.K。;Jain,M.K.,《技术说明:使用四阶差分方法数值求解具有混合导数和可变系数的三维非线性椭圆方程组》,Numer。方法部分不同。Equ.、。,11, 187-197 (1995) ·兹比尔0827.65102
[11] 莫汉蒂,R.K。;Setia,N.,三维拟线性椭圆型偏微分方程组的一种新的高阶紧致非步离散化,应用。数学。型号。,37, 6870-6883 (2013) ·Zbl 1426.65155号
[12] Dehgan,M。;Arabshahi,S.M.M.,三维椭圆方程四阶差分方法的简单形式,应用。数学。计算。,184, 589-598 (2007) ·Zbl 1115.65107号
[13] Mohanty,R.K。;Singh,S.,三维奇摄动非线性椭圆偏微分方程的一种新的高精度离散化,Numer。方法部分不同。Equ.、。,22, 6, 1379-1395 (2006) ·Zbl 1108.65105号
[14] Mohanty,R.K.,Shivani dey,三维拟线性椭圆方程(u_x,u_y)和(u_z)的单胞四阶差分近似,Numer。方法部分不同。Equ.、。,16, 417-425 (2000) ·Zbl 0958.65108号
[15] Raeli,A。;Bergmann,M。;Iollo,A.,分层笛卡尔网格上变系数泊松方程的有限差分方法,J.Compute。物理。,59-77 (2018) ·Zbl 1380.65328号
[16] 东卡罗来纳州罗芒。;de Moura,L.F.M.,Galerkin和最小二乘法求解变系数三维对流扩散反应方程,数值传热,a部分应用。国际期刊计算。Methodol.方法。,61, 9, 669-698 (2012)
[17] 阿齐兹,I。;ul Islam,S。;Asif,M.,三维椭圆偏微分方程的Haar小波配置法,计算。数学。应用。,73, 2023-2034 (2017) ·Zbl 1373.65085号
[18] Barrenechea,G.R。;Poza,A.H。;Yorston,H.,混合形式对流-扩散-反应方程的稳定有限元方法,计算。方法应用。机械。工程,339,389-415(2018)·Zbl 1440.65178号
[19] 约翰·V。;Schmeyer,E.,小扩散含时对流-扩散-反应方程的有限元方法,计算。方法应用。机械。工程,198,3-4,475-494(2008)·兹比尔1228.76088
[20] 张,G。;肖,A。;周,J.,具有时滞的非线性对流扩散反应方程的隐式-显式多步有限元方法,国际期刊计算。数学。,95, 12, 2496-2510 (2018) ·Zbl 1499.35610号
[21] 林·R。;叶,X。;张,S。;朱,P.,奇异预处理对流-扩散-反应问题的弱伽辽金有限元方法,SIAM J.Numer。分析。,56, 3, 1482-1497 (2018) ·Zbl 1448.65239号
[22] Dond,A.K。;Gudi,T.,对流-扩散-反应问题的分段局部投影稳定有限元方法,数值。方法部分不同。Equ.、。,35, 2, 638-663 (2019) ·Zbl 1418.65171号
[23] 西蒙,K。;Tobiska,L.,表面上对流-扩散-反应方程的局部投影稳定性,计算。方法应用。机械。工程师,344,34-53(2019)·Zbl 1440.65232号
[24] 李,J。;冯,X。;He,Y.,基于RBF的无网格局部petrov-Galerkin方法求解多维对流-扩散-反应方程,工程分析。已绑定。元素,98,46-53(2019)·Zbl 1404.65176号
[25] 张,P。;张,X。;Xiang,H。;Long,L.,求解以对流为主的对流扩散问题的快速稳定无网格方法,Numer。热传输。A部分申请。,70, 4, 420-431 (2016)
[26] 加里布,M。;Khezri,M。;福斯特·S·J。;Castel,A.,无网格广义RKPM在瞬态对流-扩散-反应方程中的应用,计算。结构。,193, 172-186 (2017)
[27] Reutskiy,S.Y.,《各向异性和非均匀介质中二维稳态热传导问题的无网格径向基函数法》,《工程分析》。已绑定。元素,66,1-11(2016)·Zbl 1403.80038号
[28] 罗茨基,S.Y。;Lin,J.,《变系数稳态强非线性对流-扩散-反应方程的半解析配置技术》,《国际数值杂志》。方法工程,112(2017),2004-24
[29] 林,J。;罗茨基,S.Y。;Lu,J.,各向异性介质中模型传递的完全非线性对流-扩散-反应问题的新型无网格方法,应用。数学。计算。,339, 459-476 (2018) ·Zbl 1429.65285号
[30] 林,J。;Reutskiy,S.Y.,用于模拟线性和完全非线性平流扩散反应问题的精确无网格公式,高级工程软件。,126, 127-146 (2018)
[31] 文章ID:106005·Zbl 1437.65211号
[32] Li,J.P。;傅振杰。;陈,W。;Liu,X.T.,《用于大规模各向同性热传导问题的基本解的双层方法与核相关快速多极子方法》,Adv.Appl。数学。机械。,11, 1-17 (2019)
[33] 林,J。;张成泽。;Sun,L.L。;Lu,J.,使用新型奇异边界法模拟弹性半平面中嵌入孔洞的地震波散射,Adv.Appl。数学。机械。,10, 2, 322-342 (2018) ·Zbl 1488.65719号
[34] 徐,W.X。;Jiao,Y.,含三维非球形孔隙多孔材料渗流阈值、曲折度和传输特性的理论框架,国际工程科学杂志。,134, 31-46 (2019) ·Zbl 1423.82012年
[35] 王福杰。;Hua,Q.S。;Liu,C.S.,二维各向异性热传导方程中反几何问题的边界函数方法,应用。数学。莱特。,84, 130-136 (2018) ·Zbl 1524.80018号
[36] 顾毅。;何,X。;陈,W。;Zhang,C.,使用先进的边界元方法分析薄区域上的三维各向异性热传导问题,计算。数学。应用。,75, 33-44 (2018) ·Zbl 1416.80006号
[37] 傅振杰。;Xi,问。;陈,W。;Cheng,A.H.D.,用于指数变化细长功能梯度材料瞬态热传导分析的边界型无网格解算器,计算。数学。应用。,76, 4, 760-773 (2018) ·Zbl 1430.65009号
[38] 林,J。;Chen,C.S。;Liu,C.S。;Lu,J.,用基本解方法的稀疏格式快速模拟多维波问题,计算。数学。应用。,72, 3, 555-567 (2016) ·Zbl 1359.65222号
[39] Marsden,J.E。;Sirovich,L.,《样条实用指南》(1978),Springer-Verlag:Springer-Verlag纽约·Zbl 0406.41003号
[40] 米塔尔,R.C。;Jain,R.K.,求解对流扩散方程的三次b样条配置法,应用。数学。型号。,36, 5555-5573 (2012) ·Zbl 1254.76101号
[41] 南卡罗来纳州达旺。;卡普尔,S。;Kumar,S.,《使用FEM和b样条的对流扩散方程数值方法》,J.Compute。科学。,3, 429-437 (2012)
[42] 南卡罗来纳州达旺。;博米克,S.K。;Kumar,S.,Galerkin-least square b样条方法求解对流扩散方程,应用。数学。计算。,261, 128-140 (2015) ·Zbl 1410.76165号
[43] 米塔尔,R.C。;Tripathi,A.,使用改进的双双样条有限元求解二维非定常对流扩散问题,国际计算杂志。数学。,94, 1-21 (2017) ·Zbl 1365.65229号
[44] 谢里菲,S。;Rashidinia,J.,用三次b样条配点法求解双曲电报方程,应用。数学。计算。,281,28-38(2016)·Zbl 1410.65403号
[45] Korkmaz,A。;Dag,I.,对流扩散方程的四次和五次b样条方法,应用。数学。计算。,274, 208-219 (2016) ·兹比尔1410.65411
[46] Lodhi,R.K。;Mishra,H.K.,奇摄动反应扩散型四阶常微分方程的五次b样条方法,国家科学院。科学。莱特。,41, 385 (2018)
[47] 莫汉蒂,R.K。;Jain,M.K。;Dhall,D.,二维拟线性椭圆边值问题的高精度三次样条逼近,应用。数学。型号。,37, 155-171 (2013) ·Zbl 1349.65569号
[48] 费尔威瑟,G。;Meade,D.,微分方程数值解的样条配置方法综述,大规模计算数学,应用。数学。,120, 297-341 (1989) ·Zbl 0679.65058号
[49] 比亚莱基,B。;Fairweather,G.,偏微分方程的正交样条配置方法,J.Compute。申请。数学。,128, 55-82 (2001) ·Zbl 0971.65105号
[50] Ghasemi,G.,使用基于样条的微分求积方法的高阶近似:多维PDE的实现,Appl。数学。型号。,46, 63-80 (2017) ·Zbl 1443.65100号
[51] 阿南塔克里什纳亚,美国。;马诺哈尔,R.P。;Stephenson,J.W.,变系数三维一般线性椭圆问题的四阶有限差分方法,数值。方法部分不同。Equ.、。,3, 229-240 (1987) ·兹比尔0651.65068
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。