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算法840:使用长椭球波函数计算谱元方法的网格点、求积权重和导数——长元素

出版:2005年3月1日出版历史
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摘要

基于勒让德多项式的高阶区域分解方法,也称为“谱元”或“第页-类型有限元”已经变得非常流行。最近的研究表明,用零级长椭球波函数代替勒让德多项式可以提高精度和效率。在本文中,我们解释了计算切换基数所需的所有数字的实用性:网格点x个j个,正交权重w个j个,以及网格点处的长函数及其导数的值。长线函数本身是通过长线微分方程的Legendre-Galerkin离散化来计算的;这就产生了一个对称的三对角矩阵。然后用勒让德级数定义长函数,其系数就是矩阵特征值问题的特征函数。网格点和权重通过牛顿迭代同时找到。对于大型N个c(c),迭代偏离了对Legendre-Lobatto点和权重的第一个猜测。幸运的是x个j个w个j个具有c(c)在整个感兴趣的范围内由对称抛物线很好地近似。这使得绕过早期作者的继续程序成为可能。

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补充材料

工具书类

  1. Bouwkamp,C.J.1947年。关于零阶椭球波函数。数学杂志。物理学。26, 79--92.谷歌学者谷歌学者
  2. Boyd,J.P.,1996年。特征值计算中的陷阱和陷阱,应用于子午线边界盆地中海潮的伪谱计算。J.计算。物理学。126, 11--20. 勘误表,136,编号1,227--228(1997)。谷歌学者谷歌学者
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索引术语

  1. 算法840:使用长椭球波函数计算谱元方法的网格点、求积权重和导数——长元素

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              圣阿提利基底

              博伊德考虑使用长椭球波函数:计算网格点的长元素、求积权重和谱元素方法的导数。这是通过首先计算长节基、适当的求积和权重来代替Legendre-Lobatto网格点、求积权重和基数函数导数矩阵来实现的。谱元法的逻辑没有修改。由此产生的方法是所谓的长线单元法。作者将该方法开发为一个库,从而开发出可应用于各类线性和非线性偏微分方程的软件。作者成功地介绍了模态基到节点基的转换,并报告了关于其条件数的一些结果。另一个改进领域是初始化权重和网格点的计算,以取代以前使用的连续算法。博伊德仍在就浅水问题测试该软件。在线计算评论服务

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