带阻尼项Sine-Gordon方程的交替方向法

来源 :河南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhonghuiling2009
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在现代物理学研究中,出现了许多非线性发展方程,电报方程首先是从电报线上电压和电流的变化规律推导出来的,它描述了均匀传输线上电压和电流的关系,所以它又被称为传输线方程.Sine-Gordon方程是电报方程的一种非线性形式,是无穷维动力系统的一个重要的模型,随着现代科学技术的不断发展,Sine-Gordon方程的应用也越来越广。 对于Sine-Gordon方程,由于其能量守恒,因此,近年来关于此方程计算格式的研究基本上以能量守恒为主,并得到了比不守恒格式较好的数值结果,但是,对于带阻尼项的Sine-Gordon方程,由于其带有阻尼项()u/()t,因此导致了其能量的不守恒性,本文对二维有阻尼非线性Sine-Gordon方程构造几个数值计算格式.交替方向法是一种非常有效的算法,它能够将多维问题转化为一系列一维问题进行求解,使得计算可以在x方向与y方向(或更多方向)单独进行,有效的降低了计算量并保持了一般方法所具有的精度及稳定性,基于以上优点,在第二章,我们构造了-个交替方向差分计算格式,精度为O(t2+h2),最后用能量方法证明了其收敛性与稳定性.第三章构造了二个交替方向有限元计算格式,从理论上证明了格式的收敛性与稳定性,数值结果表明格式是有效的。
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