Cahn-Allen方程与Cahn-Hilliard方程半隐的交替方向discontinuous Galerkin方法

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本文主要研究相场模拟中的Cahn-Allen模型与Cahn-Hilliard模型。通常研究这两个方程的数值方法主要适用于解的光滑性较好的情形。本文主要考虑新型半隐的交替方向discontinuous Galerkin(DG)方法来研究模型解的光滑性较差的情形。 这个方法基于变分原理,考虑局部区域的弱形式,探索解在不连续点的一些性质。主要研究内容为:采用DG方法得到一维,二维Cahn-Allen方程与Cahn-Hilliard方程半隐的差分格式;讨论这些格式的数值稳定性及收敛阶。具体地说:针对Cahn-Allen方程和Cahn-Hilliard方程,我们在时间方向提出了半隐的离散方法,同时,发展了一些新技巧克服了Cahn-Hilliard方程在空间方向导数带来的困难,并且针对Cahn-Allen方程和Cahn-Hilliard方程提出了交替方向法;最后针对各种不同的DG方法,比较了方程的误差与精度,并对相场进行了数值模拟。
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