Phương pháp trực tiếp so với phương pháp lặp cho phương trình khuếch tán tiến-lùi. So sánh số liệu

Óscar López Pouso1, Nizomjon Jumaniyazov2
1Department of Applied Mathematics, Faculty of Mathematics, University of Santiago de Compostela, Santiago de Compostela, Spain
2Department of Natural Sciences, Urgench Branch, Tashkent University of Information Technologies named after Muhammad al-Khwarizmi, Urgench, Uzbekistan

Tóm tắt

Cho đến nay, việc áp dụng tiêu chuẩn các phương pháp sai phân hữu hạn cho các phương trình vi phân từng phần tiến-lùi chủ yếu sử dụng phương pháp lặp. Bài báo này tập hợp một loạt các kết quả số cho thấy rằng việc triển khai trực tiếp có thể giảm thời gian tính toán. Một cách hiệu quả để lựa chọn hạt giống cho phương pháp lặp tự nhiên xuất hiện.

Từ khóa

#phương pháp sai phân hữu hạn #phương trình vi phân từng phần #phương pháp lặp #phương pháp trực tiếp #khuếch tán.

Tài liệu tham khảo

Aziz, A.K., French, D.A., Jensen, S., Kellogg, R.B.: Origins, analysis, numerical analysis, and numerical approximation of a forward-backward parabolic problem. Math. Model. Numer. Anal. 33(5), 895–922 (1999)

Beals, R.: On an equation of mixed type from electron scattering theory. J. Math. Anal. Appl. 58, 32–45 (1977)

Beals, R.: Indefinite Sturm-Liouville problems and half-range completeness. J. Differ. Equ. 56, 391–407 (1985)

Davis, T.A.: Direct Methods for Sparse Linear Systems. SIAM, Philadelphia (2006)

Degond, P., Mas-Gallic, S.: Existence of solutions and diffusion approximation for a model Fokker-Planck equation. Transport Theory Stat Phys 16, 589–636 (1987)

Fisch, N.J., Kruskal, M.D.: Separating variables in two-way diffusion equations. J. Math. Phys. 21, 740–750 (1980)

Franklin, J.N., Rodemich, E.R.: Numerical analysis of an elliptic-parabolic partial differential equation. SIAM J. Numer. Anal. 5(4), 680–716 (1968)

Han, H., Yin, D.: A non-overlap domain decomposition method for the forward-backward heat equation. J. Comput. Appl. Math. 159(1), 35–44 (2003)

Kim, A.D., Tranquilli, P.: Numerical solution of the Fokker-Planck equation with variable coefficients. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 109(5), 727–740 (2008)

Klaus, M., van der Mee, C.V.M., Protopopescu, V.: Half-range solutions of indefinite Sturm-Liouville problems. J. Funct. Anal. 70, 254–288 (1987)

López Pouso, Ó., Jumaniyazov, N.: Numerical experiments with the Fokker-Planck equation in 1D slab geometry. J. Comput. Theor. Transport 45(3), 184–201 (2016)

Sheng, Q., Han, W.: Well-posedness of the Fokker-Planck equation in a scattering process. J. Math. Anal. Appl. 406, 531–536 (2013)

Stein, D., Bernstein, I.B.: Boundary value problem involving a simple Fokker-Planck equation. Phys. Fluids 19, 811–814 (1976)

Sun, J.: Numerical schemes for the forward-backward heat equation. Int. J. Comput. Math. 87(3), 552–564 (2010)

Vanaja, V.: Numerical solution of a simple Fokker-Planck equation. Appl. Numer. Math. 9(6), 533–540 (1992)

Vanaja, V., Kellogg, R.B.: Iterative methods for a forward-backward heat equation. SIAM J. Numer. Anal. 27(3), 622–635 (1990)