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随着电子计算机的发展,偏微分方程的数值解法也得到了巨大的发展。差分方法是一种求解偏微分方程的主要方法。众所周知,显式差分格式有理想的并行性,适合于并行计算,但是它多为条件稳定,尤其是在处理高维问题时经常受到限制。一般隐式差分格式是绝对稳定的,但每个时间层上需求解线性方程组。
本文的第一部分首先针对抛物型差分方程的紧格式,构造了加速并行迭代算法,这种算法是对紧差分格式的线性方程组的系数矩阵进行分裂,然后对每个子方程组进行分别迭代求解,本文证明了算法的收敛性以及在网格加密时的收敛性质。接下来对于二维抛物型方程的紧交替方向隐格式,构造了加速并行迭代算法。
本文的第二部分主要是针对双曲型偏微分方程,本文以波动方程的初边值问题为例,构造了古典隐式差分格式和紧差分格式的加速并行迭代算法。对于二维双曲型偏微分方程,本文以隐式交替方向差分格式为基础,构造了加速并行迭代算法。
本文最后进行了数值试验,数值试验的结果与理论分析的结果一致,证明了算法的有效性。