平流方程的精确有限差分法

计算科学 有限差分
2021-12-29 18:28:35

我想求解平流方程:ut+aux=0,a>0. 这是我们的方法:

Ujn+1=Uj1n(akh1)(Uj1nUj2n)

我正在尝试回答以下问题:“假设我们修复h,那么对于哪些值k这种方法准确吗?请注意,值不止一个。”

我知道以下是准确的:Ujn+1=Uj1n,对应于k=ha. 但是另一个值是什么k?

谢谢。

1个回答

c=ak/h表示所谓的库朗数。您的方案仅适用于c[1,2]. 它是准确的c=1,正如你提到的,并且对于c=2从某种意义上说,如果时间级别的值n是准确的,它们在时间级别上也是准​​确的n+1. 在小时间步长上使用不精确(并且很可能不稳定)的方案是不常见的k,即当c(0,1),您可以为这种情况包括标准的一阶迎风方案。存在解决任意时间步长的平流方程的方案k甚至对于变量a,例如修改特征的方法。