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得到许可的 未经许可 需要身份验证 发布人:德古意特出版社 2017年11月17日

光纤的有限元数值模拟方法和精确的无反射边界条件

  • 拉斐尔·道托夫 叶甫根尼·卡尔切夫斯基 电子邮件徽标

摘要

弱引导特征波的原问题将平面上的光纤简化为便于数值求解的形式圆盘中的线性参数特征值问题。的可解性研究这个问题基于紧自共轭算子的谱理论。针对该问题的新公式,研究了色散曲线的性质。提出了一种基于有限元近似的高效数值方法。误差估计对于近似解进行了推导。提出的收敛速度对算法进行了数值研究。

MSC 2010年:65N30型;65N25型;65Z05个

奖励标识/授予编号:16-01-00408

资金报表:这项工作得到了俄罗斯基础研究基金会(项目编号:。16-01-00408(R.Z.Dautov),根据俄罗斯政府计划执行喀山联邦大学(E.M.Karchevskii)的竞争增长。

定理的证明5.4

感谢Lemma5.3我们可以使用定理5.1具有N个V(V)=.因此,所有的断言而不是(c)和关于功能第页β2(第页)-第页2,1,都是真的。

第页>0使用Courant–Fischer最小-最大原则,我们写道

β2(第页)=最小值V(V)V(V)~最大值v(v)V(V)\{0}(第页,v(v)),(第页,v(v)):=(第页,v(v),v(v))b条(v(v),v(v)).

因此,

(A.1)β2(第页)-第页2=最小值V(V)V(V)~最大值v(v)V(V)\{0}~(第页,v(v)),~(第页,v(v)):=(第页,v(v))-第页2.

很容易看出这一点

~(第页,v(v))=1b条(v(v),v(v))(Ω(|v(v)|2+第页2v(v)2)𝑑x个+(第页,v(v),v(v))).

现在它从(A.1款)功能第页β2(第页)-第页2,1,非负增长。

(c)中的第一条陈述如下(β(第页),第页)K(K)(参见备注1).现在我们将证明第二个断言。B类第页我们用一个小圆表示这个圆半径第页和该点的中心x个+Ω¯这样的话

ε+=ε(x个+)=最大值x个Ω¯ε(x个),δ第页:=最大值x个B类¯第页ε+-ε(x个)ε.

V(V)第页是空间中所有功能的集合V(V)在外等于零的B类第页。我们注意到(第页,u个,u个)=0V(V)第页;σ(x个):=ε(x个)εε+εB类第页,

σ(x个)-1=ε+ε-1-ε+-ε(x个)εε+-ε-εδ第页ε=:d日第页ε.

任何人都很容易看到这一点v(v)V(V)第页下一个估计是正确的:

(第页,v(v))εd日第页(B类第页|v(v)|2𝑑x个)(B类第页v(v)2𝑑x个)-1+ε+第页2d日第页.

(λ第页,u个)我们表示圆上拉普拉斯算子的本征对B类第页使用Dirichlet边界条件(我们扩展了函数u个外部属于B类第页乘以零)。λ第页=第页-2λ1,我们看到了

β2(第页)=最小值V(V)V(V)~最大值v(v)V(V)\{0}(第页,v(v))ελ1第页2d日第页+ε+第页2d日第页.

因此,

k个02β2(第页)第页2ελ1第页2第页2d日第页+ε+d日第页.

将限额视为第页0第页这样的话第页第页,我们得到(c)中的第二个断言,因为δ第页0,ε+d日第页k个02.

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收到:2017-04-21
修订过的:2017-10-10
认可的:2017-10-23
在线发布:2017-11-17
印刷出版:2018-10-01

©2018 Walter de Gruyter GmbH,柏林/波士顿

于2014年6月12日从下载https://www.degruyter.com/doile/10.1515/cman-2017-0049/html
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