Численное решение сингулярно возмущенных краевых задач 4-го порядка

Автор: Абидуев Пурбо Ламажапович, Дармаев Тумэн Гомбоцыренович, Лисейкин Владимир Дмитриевич

Журнал: Вестник Бурятского государственного университета. Математика, информатика @vestnik-bsu-maths

Рубрика: Вычислительная математика

Статья в выпуске: 4, 2022 года.

Бесплатный доступ

В данной работе рассматривается дифференциальное уравнение 4-го порядка с малым параметром при старшей производной. Предлагается алгоритм решения, основанный на применении специальной неравномерной разностной сетки, при этом оператор дифференциального уравнения аппроксимируется двумя способами: 1) оператор 4-го порядка заменяется на более удобный оператор, который расщепляется на два оператора, т.е. вместо одного уравнения рассматривается система двух уравнений второго порядка; 2) методом интегральных тождеств оператор аппроксимируется на пятиточечном шаблоне. При первом подходе доказаны теоремы о равномерной сходимости на предложенной в работе неравномерной разностной сетке. При втором подходе порядок равномерной сходимости находился численным экспериментом. Решение системы разностных уравнений проводилось немонотонной прогонкой. Описанный численный алгоритм был применен для решения линеаризованной задачи о продольнопоперечном изгибе упругой балки с заделанными концами под действием распределенной нагрузки.

Еще

Численное решение, сингулярно возмущенная краевая задача 4-го порядка, равномерная сходимость, метод интегральных тождеств, неравномерная разностная сетка

Короткий адрес: https://sciup.org/148325422

IDR: 148325422   |   DOI: 10.18101/2304-5728-2022-4-3-11

Список литературы Численное решение сингулярно возмущенных краевых задач 4-го порядка

  • Корнев В. М., Шкутин Л. И. О реализации разностных схем при наличии краевого эффекта (погранслоя) // Прикладная механика. 1972. Т. 8, вып. 10. С. 132-134.
  • Коул Дж. Методы возмущений в прикладной математике. Москва: Мир, 1972. 276 с.
  • Alspauch D. W., Kagiwada H. H., Kalada R. Application of invariant imbedding to the buckling of columns //j.Comp. Phys. 1970. V. 5, N. 1. P. 56-69.
  • Корнев В. М., Степаненко С. В. Численная реализация краевых задач с сингулярно-возмущенным дифференциальным оператором // Численные методы механики сплошной среды. 1981. Т. 12, № 5. С. 76-84.
  • Вишик М. М., Люстерник Л. А. Решение некоторых задач о возмущении в случае матриц и самосопряженных и несамосопряженных дифференциальных уравнений // Успехи математических наук. 1960. Т. 15, вып. 3. С. 3-81.
  • Лисейкин В. Д. Применение неравномерных сеток для построения равномерно-сходящихся алгоритмов численного решения сингулярно-возмущенных задач // Численные методы динамики вязкой жидкости. Новосибирск, 1983. С. 227-230.
  • Самарский А. А., Хао Шоу. Однородные разностные схемы на неравномерных сетках для уравнения четвертого порядка // Вычислительные методы и программирование. Москва: Изд-во МГУ, 1967. Вып. 6. С. 3-16.
  • Бахвалов Н. С. К оптимизации методов решения краевых задач при наличии пограничного слоя // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1969. Т. 9, № 4. С. 841-859.
Еще
Статья научная