第二章理论基础 4

发布 2022-07-15 00:01:28 阅读 5064

五、关于稳定性问题的几个进一步深入讨论的问题;

1) 非线性问题中影响稳定性的因素。

截断误差项(余项)中的非线性项影响。

例; lax-werdroff格式;

而对于 显然对于非线性问题;截断误差(修正方程中)会出现的项;且其系数由u2,决定,若,就可能出现逆耗散性质,故而出现数值解的不稳定,所以l-w格式在计算非线性问题时通常必须增加人工粘性才能使计算稳定,并且人工粘性通常在,时才考虑加入。。

2)边界数值处理对计算稳定性的影响。

主要讨论处,第三类边界条件的处理。

一阶精度处理

二阶精度处理;

由(*)式及。

得 固此在短阵法分析中在边界点处是:

在讨论计算的稳定性时,关键在于矩阵的特征值,为了估计矩阵的特征值,可利用brauer定理:-特征值分布定理。

定理;若为任意复矩阵,令

则矩阵a的所有特征值入都属于园的并集。

该定理的含义是;如果以表示矩阵a的第i行上除去对角线元素的所有元素的模之总和,那么矩阵的每一个特征值入都位于诸园中的某一个内部。(在园的边界上)。

利用此定理分析上述矩阵a:

1)对于a的第2行至第j-1行。

解之得。为保证

2)对于第一行;

对于所有 要求当时。

边界条件的二阶精度处理,时稳定性的要求加严了。

思考:一阶精度的边界条件处理对稳定性的影响如何?

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