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【摘要】BDF方法是一类重要的求解刚性问题的有效方法.本文基于一条新途径,研究了一类带常系数和变系数线性部分的半线性刚性问题BDF方法的误差性态,获得了方法整体误差的定量收敛结果.这是对Kirlinger等人获得的关于常系数和变系数线性刚性问题BDF方法的相应结果的推广与发展.
【关键词】BDF方法;半线性刚性问题;B-收敛性;定量收敛性.
一、问题与方法
对于带常系数线性部分( )的半线性刚性问题,众多作者分别研究了线性多步法、Runge-Kutta方法、Rosenbrock方法、线性隐式Runge-Kutta方法的稳定性、B-收敛性,并且获得了一系列的结果[1,7,9].对于带变系数线性部分的半线性的刚性问题,Calvo[3]基于 的两个假设获得了Runge-Kutta方法关于问题(1.1)的定量收敛结果,并推广了文[2]的某些相应结果.BDF方法是一类很常用的求解刚性问题的数值方法.对于常系数和变系数线性刚性问题BDF方法的误差分析,文[4,10]提出了一条新的途径:对友矩阵使用非对角化的分解,并引入了可变范数.本文把此途径应用到带变系数线性部分的半线性刚性问题,得到了BDF方法的定量误差分析结果,可视为文[4,10]相应结果的推广.
二、标量问题
参考文献:
[1]Burrage K,Hundsdorfer J C,Verwer J G.A study of B-convergence of Runge-Kut- ta methods.Computing.36(1986),17-34.
[2]Burrage K,Hundsdorfer W H.The order of B-convergence of algebraically stable Runge-Kutta methods.BIT.27(1987),62-71.
[3]Crouzeix M,Raviart P A.Méthodes de Runge-Kutta,unpublished lecture notes.Université de Rennes.1980.
[4]Eder A,Kirlinger G.A normal form for multi-step companion matrix.M3AS.11(2001),57-70.
[5]Golub G H,Van Loan C F.Matrix Computations,3rd ed.Johns Hopkins University Press,Baltimore,MD.1996.
[6]Hairer E,Wanner G,Norsett S P.Solving Ordinary Differential EquationsⅠ.Springer-Verlag,Berlin.1993.
[7]Hairer E,Wanner G.Solving Ordinary Differential EquationsⅡ.Springer- Verlag,Berlin.1991.
[8]Horn R A,Johnson C R.Matrix Analysis.Cambridge University Press,London.1990.
[9]Hundsdorfer W H.Stability and B-convergence of linearly implicit Runge-Kutta methods.Mumer Math.1986,40:83-95.
[10]Kirlinger G.On the convergence of backward differentiation formulas for stiff initial value problems.BIT.41:5(2001),1039-1048.
[11]李寿佛:Banach空间中Stiff问题一般多值方法的B-收敛性.中国科学.
[12]李寿佛:刚性微分方程算法理论.长沙:湖南科学技术出版社.1997.
【关键词】BDF方法;半线性刚性问题;B-收敛性;定量收敛性.
一、问题与方法
对于带常系数线性部分( )的半线性刚性问题,众多作者分别研究了线性多步法、Runge-Kutta方法、Rosenbrock方法、线性隐式Runge-Kutta方法的稳定性、B-收敛性,并且获得了一系列的结果[1,7,9].对于带变系数线性部分的半线性的刚性问题,Calvo[3]基于 的两个假设获得了Runge-Kutta方法关于问题(1.1)的定量收敛结果,并推广了文[2]的某些相应结果.BDF方法是一类很常用的求解刚性问题的数值方法.对于常系数和变系数线性刚性问题BDF方法的误差分析,文[4,10]提出了一条新的途径:对友矩阵使用非对角化的分解,并引入了可变范数.本文把此途径应用到带变系数线性部分的半线性刚性问题,得到了BDF方法的定量误差分析结果,可视为文[4,10]相应结果的推广.
二、标量问题
参考文献:
[1]Burrage K,Hundsdorfer J C,Verwer J G.A study of B-convergence of Runge-Kut- ta methods.Computing.36(1986),17-34.
[2]Burrage K,Hundsdorfer W H.The order of B-convergence of algebraically stable Runge-Kutta methods.BIT.27(1987),62-71.
[3]Crouzeix M,Raviart P A.Méthodes de Runge-Kutta,unpublished lecture notes.Université de Rennes.1980.
[4]Eder A,Kirlinger G.A normal form for multi-step companion matrix.M3AS.11(2001),57-70.
[5]Golub G H,Van Loan C F.Matrix Computations,3rd ed.Johns Hopkins University Press,Baltimore,MD.1996.
[6]Hairer E,Wanner G,Norsett S P.Solving Ordinary Differential EquationsⅠ.Springer-Verlag,Berlin.1993.
[7]Hairer E,Wanner G.Solving Ordinary Differential EquationsⅡ.Springer- Verlag,Berlin.1991.
[8]Horn R A,Johnson C R.Matrix Analysis.Cambridge University Press,London.1990.
[9]Hundsdorfer W H.Stability and B-convergence of linearly implicit Runge-Kutta methods.Mumer Math.1986,40:83-95.
[10]Kirlinger G.On the convergence of backward differentiation formulas for stiff initial value problems.BIT.41:5(2001),1039-1048.
[11]李寿佛:Banach空间中Stiff问题一般多值方法的B-收敛性.中国科学.
[12]李寿佛:刚性微分方程算法理论.长沙:湖南科学技术出版社.1997.