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求解正则长波方程的高阶紧致差分格式。 (英语) Zbl 07699004号

摘要:本文提出了一维正则长波方程的高阶紧致差分格式。首先,对原正则长波方程进行了两种变形。分别使用四阶紧致差分格式和四阶Padé格式对两个变形方程在空间方向上的二阶和一阶导数进行离散,并使用θ加权格式对第一个变形方程的时间导数进行离散,四阶后向差分公式用于第二变形方程时间导数的竞争。其次,利用泰勒级数展开法对两种方案中的非线性项进行线性化。再次,利用离散能量法和数学归纳法证明了数值解的存在性、唯一性和能量守恒性。并且证明了这两个新方案是守恒的和无条件稳定的。由于每个时间层包含三个网格点,因此形成了一个三对角线性系统,可以使用Thomas算法直接求解。最后,通过数值实验验证了该方法的准确性和可靠性。

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