白、钟梓;Raymond H·陈。;任志如 线性三阶常微分方程的可降阶sinc离散和块对角预处理方法。 (英语) Zbl 1324.65105号 数字。线性代数应用。 21,第1期,108-135(2014). 摘要:通过引入变量代换,我们将三阶常微分方程的两点边值问题转化为两个二阶常微分方程式(ODE)的系统。我们用sinc-配置和sinc-Galerkin方法对这个降阶常微分方程组进行离散,并对这两个离散的线性系统进行平均,得到线性方程的目标系统。我们证明了线性系统产生的离散解指数收敛于ODE的降阶系统的真解。线性系统的系数矩阵是块二乘二结构,其每个块是Toeplitz矩阵和对角矩阵的组合。由于线性系统的代数性质和矩阵结构,可以使用块对角矩阵预处理的GMRES等Krylov子空间迭代方法有效地求解线性系统。我们证明了预处理矩阵的某些逼近的特征值一致有界于复数平面上的矩形内,与离散线性系统的大小无关,并且我们用数值例子说明了这种新方法的可行性和有效性。 引用于11文件 理学硕士: 65升10 常微分方程边值问题的数值解 65升60 有限元、Rayleigh-Ritz、Galerkin和常微分方程的配置方法 34个B05 常微分方程的线性边值问题 65L20英寸 常微分方程数值方法的稳定性和收敛性 65F08个 迭代方法的前置条件 关键词:三阶常微分方程;订单减少;正弦配置离散化;sinc-Galerkin离散化;收敛性分析;预处理;特征值估计;两点边值问题;线性系统;Krylov子空间迭代法;数值示例 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{Z.-Z.Bai}等人,编号。线性代数应用。21,第1号,108--135(2014;Zbl 1324.65105) 全文: 内政部 参考文献: [1] 郑,整个实轴上修正KdV方程的数值模拟,Numerische Mathematik 105 pp 315–(2006)·Zbl 1105.65106号 ·doi:10.1007/s00211-006-0044-z [2] 郑,无界域上线性化KdV方程的数值解,偏微分方程的数值方法24 pp 383–(2008)·兹比尔1140.65070 ·数字对象标识代码:10.1002/num.20267 [3] 福克纳,《边界层方程的解》,《哲学杂志》第7卷第865页–(1931年)·Zbl 0003.17401号 ·doi:10.1080/14786443109461870 [4] Nosé,恒温分子动力学方法的统一公式,化学物理杂志81 pp 511–(1984)·数字对象标识代码:10.1063/1.447334 [5] Swinnerton-Dyer,《一些三阶常微分方程》,《伦敦数学学会公报》40 pp 725–(2008)·Zbl 1151.37023号 ·doi:10.1112/blms/bdn046 [6] 塔克,与排水和涂层流动相关的一些三阶常微分方程的数值和渐近研究,SIAM Review 32 pp 453–(1990)·Zbl 0705.76062号 ·数字对象标识代码:10.1137/1032079 [7] Duffy,薄膜流动中产生的与Tanner定律相关的三阶微分方程,《应用数学快报》10第63页–(1997)·Zbl 0882.34001号 ·doi:10.1016/S0893-9659(97)00036-0 [8] 福特,《三阶微分方程》,SIAM Review 34 pp 121–(1992)·数字对象标识代码:10.1137/1034012 [9] Howes,薄膜流动理论中产生的一类三阶边值问题的渐近解,SIAM应用数学杂志43页993–(1983)·Zbl 0532.76042号 ·doi:10.1137/0143065 [10] Euler,线性三阶常微分方程和广义Sundman变换:案例X’’’=0,《数学应用学报》76第89页–(2003年)·Zbl 1054.34002号 ·doi:10.1023/A:1022838932176 [11] Grebot,承认传递纤维保持点对称群的三阶常微分方程的特征,《数学分析与应用杂志》206第364页–(1997)·Zbl 0869.34007号 ·doi:10.1006/jmaa.1997.5219 [12] Ibragimov,通过点和接触变换实现三阶常微分方程的线性化,数学分析与应用杂志308 pp 266–(2005)·Zbl 1082.34003号 ·doi:10.1016/j.jmaa.2005.01.025 [13] Ma,三阶微分方程的Legendre-Petrov-Galerkin方法和Chebyshev配置方法,SIAM数值分析杂志38第1425页–(2000)·Zbl 0986.65095号 ·doi:10.1137/S0036142999361505 [14] Ma,Korteweg-de-Vries方程的Legendre-Petrov-Galerkin方法的最佳误差估计,SIAM数值分析杂志39 pp 1380–(2001)·Zbl 1008.65070号 ·doi:10.1137/S0036142900378327 [15] Meleshko,《关于三阶常微分方程的线性化》,《物理学杂志A:数学和理论》39页,15135–(2006)·兹伯利1118.34034 ·doi:10.1088/0305-4470/39/49/005 [16] 沈,三阶和高阶奇微分方程的一种新的双Petrov-Galerkin方法:应用于KdV方程,SIAM数值分析杂志41页1595–(2003)·Zbl 1053.65085号 ·doi:10.1137/S0036142902410271 [17] Bai,关于线性三阶常微分方程的sinc离散化和带状预处理,《数值线性代数及其应用》18 pp 471–(2011)·Zbl 1245.65095号 ·doi:10.1002/nla.738 [18] Jin,关于预处理块Toeplitz矩阵的注记,SIAM科学计算杂志16 pp 951–(1995)·Zbl 0831.65038号 ·doi:10.1137/0916055 [19] Jin,Band Toeplitz预条件子用于块Toeplitz-系统,计算与应用数学杂志70 pp 225–(1996)·Zbl 0861.65031号 ·doi:10.1016/0377-0427(95)00205-7 [20] Jin,块Toeplitz迭代求解器的开发和应用(2002) [21] Ng,Toeplitz系统的迭代方法(2004)·Zbl 1059.65031号 [22] Bai,块二乘二结构非奇异矩阵的结构化预条件,计算数学75 pp 791–(2006)·Zbl 1091.65041号 ·doi:10.1090/S0025-5718-05-01801-6 [23] Bai,关于Burgers方程的预处理迭代方法,SIAM科学计算杂志29页415–(2007)·Zbl 1144.65034号 ·doi:10.1137/060649124 [24] Bai,关于特定含时偏微分方程的预处理迭代方法,SIAM数值分析杂志47 pp 1019–(2009)·Zbl 1195.65032号 ·doi:10.1137/080718176 [25] Bai,非对称块状Toeplitz-like-plus-diagonal线性系统的前置条件,Numerische Mathematik 96 pp 197–(2003)·Zbl 1080.65021号 ·doi:10.1007/s00211-003-0454-0 [26] Ng,对称sinc-Galerkin线性系统带状矩阵逼近和交替方向隐式迭代的混合预条件,线性代数及其应用366 pp 317–(2003)·Zbl 1020.65089号 ·doi:10.1016/S0024-3795(02)00502-5 [27] Stenger,基于Sinc和解析函数的数值方法(1993)·Zbl 0803.65141号 ·doi:10.1007/978-1-4612-2706-9 [28] Lund,Sinc求积和微分方程方法(1992)·Zbl 0753.65081号 ·doi:10.1137/1.9781611971637 [29] Bai,正定线性系统的块三角形和斜埃尔米特分裂方法,SIAM科学计算杂志26第844页–(2005)·Zbl 1079.65028号 ·doi:10.1137/S1064827503428114 [30] Bai,Hermitian和斜赫米特分裂方法在非Hermitia正定线性系统中的应用,SIAM矩阵分析与应用杂志,24 pp 603-(2003)·Zbl 1036.65032号 ·doi:10.1137/S0895479801395458 [31] Axelsson,迭代求解方法(1996) [32] Bai,Hermitian和不定导块鞍点矩阵的特征值估计,计算与应用数学杂志237,第295页–(2013)·Zbl 1252.15022号 ·doi:10.1016/j.cam.2012.05.007 [33] Nurmuhammad,四阶常微分方程边值问题sinc-配置方法中的双指数变换,计算与应用数学杂志182 pp 32–(2005)·Zbl 1073.65064号 ·doi:10.1016/j.cam.2004.09.061 [34] 马歇尔,《不等式:多数化理论及其应用》(1979年)·Zbl 0437.26007号 [35] Ng,对称sinc-Galerkin系统的快速迭代方法,IMA数值分析杂志,19 pp 357–(1999)·Zbl 0952.65057号 ·doi:10.1093/imanum/19.3.357 [36] Ng,sinc系统的快速迭代方法,SIAM矩阵分析与应用杂志,24 pp 581–(2002)·Zbl 1021.65015号 ·doi:10.1137/S0895479800369773 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配,并且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,而不声称其完整性或完全匹配。