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二维对流问题的任意高阶级数时间推进方法和间断Galerkin方法。 (英语) Zbl 1451.65203号

摘要:本文提出了一种基于任意高阶序列的时间推进(SBTM)方法,以匹配空间离散化中的高阶间断Galerkin(DG)方法。通过求解一个二维对流问题,详细介绍了这种混合方法SBTM-DG,其中DG方法导出的半离散系统的精确解可以通过SBTM方法获得。SBTM-DG方法是时间上具有任意高精度的显式单步格式,在空间上具有DG方法的所有优点。时间方向上的高精度是通过在每个维数为(K=(K+1)(K+2)/2\)的单元中的小规模矩阵和向量之间进行乘法获得的,其中,(K\)是DG方法的基本函数的阶数,这使得SBTM-DG方法节省内存且高效。借助投影,精确解与全离散解之间的误差估计为\(O(h)^{k+1}+O(Delta t)^S\),其中\(S\)是时间变量的多项式次数。通过能量法我们可以证明其稳定性。通过矩阵方法,我们得到了时间步长(Delta t)可以大于网格尺寸(h)的稳定性条件。数值算例验证了分析结果,并表明了SBTM-DG方法的良好性能。此外,收敛阶约为20阶左右,这使得SBTM-DG方法具有重要意义。

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全文: 内政部

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