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一种新的显式保正有限差分格式,用于模拟生物膜的有界生长。 (英语) Zbl 1359.92002号

摘要:本文提出了一种新的显式有限差分(FD)方法,用非线性密度依赖扩散反应速率近似由偏微分方程(PDE)控制的生物膜的正有界生长。在这样一个独特的非线性方程中,扩散算子在小生物量密度下退化,在接近生物量密度上限时变为奇异。我们的新FD方案旨在将PDE中的非线性项转换为可以非常有效地求解的线性项,同时确保解的界在0和1之间。这是通过(1)为扩散函数、时间和空间变化设计适当的交织FD近似,以及(2)根据稳定性准则控制时间步长来实现的。进行了理论稳定性分析,结果表明我们的方法确实是稳定的(有界而非振荡)以适当的网格间距和时间步长。本方案适用于求解变系数对流扩散偏微分方程,包括但不限于生物膜生长。

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92-08 生物问题的计算方法
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74K35型 薄膜
6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
74平方米 有限差分法在固体力学问题中的应用
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全文: 内政部

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