Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


РАЗНОСТНЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ПАРАБОЛИЧЕСКОГО УРАВНЕНИЯ СО СЛАБОЙ НЕЛИНЕЙНОСТЬЮ

Работа №34688

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

математика

Объем работы59
Год сдачи2019
Стоимость4900 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
190
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение
1 Построение разностных схем 4
1.1 Постановка задачи 4
1.2 Обозначения 5
1.3 Построение явной разностной схемы 6
1.4 Построение неявной разностной схемы 15
2 Результаты численных экспериментов 16
2.1 Результаты численных экспериментов по явной схеме 16
2.2 Алгоритм реализации неявной разностной схемы 22
2.3 Результаты численных экспериментов по неявной схеме 24
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 32
ПРИЛОЖЕНИЕ А 33
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Магистерская квалификационная работа посвящена построению численных методов решения параболического уравнения со слабой нелинейностью.
Уравнения подобного типа возникают, например, при математическом моделировании процессов теплопроводности. Так, например, при а = 2 рассматриваемое уравнение описывает распределение температуры в пластине, если на ее боковой поверхности происходит теплообмен со средой нулевой температуры. Если а > 1, то данное уравнение описывает распределение температуры в пластине с источниками тепла, плотность распределения которых зависит от температуры стержня [8].
Работа состоит из введения, двух глав, заключения, приложения и списка использованной литературы.
В первой главе дается постановка задачи. Вводятся обозначения и строятся явная и неявная разностные схемы. Во второй главе приводятся результаты численных экспериментов по явной схеме, описан алгоритм реализации неявной схемы и проведены численные эксперименты.
Программа для реализации явной и неявной разностных схем написана в программной среде MATLAB. Он предназначен для сложных численных экспериментов, разработки алгоритмов и различных графических представлений данных [5].
Работа оформлена в редакторской среде LateX. Он предназначен для быстрого и простого набора формул, обеспечивает их отображение.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


Для параболического уравнения со слабой нелинейностью построены явная и неявная разностные схемы. Создан комплекс программ, реализующих методы решения построенных схем. Тестирование алгоритмов проводилось на модельной задаче с точным решением.
Результаты численных экспериментов показали, что явная схема условно устойчива, при этом условие устойчивости зависит от параметра при слабой нелинейности. Неявная схема абсолютно устойчива. Используемый в работе итерационный метод для решения неявной схемы сходится, при этом не возникает условия на шаги сетки по пространственным и временной переменным. Все методы решения дают погрешность решения порядка O(h2 + т).
Полученные эксперименты позволяют сделать следующий вывод:
1. При выполнении условия на шаги сетки по пространственной и временной переменной погрешность решения растет со временем. Явную схему целесообразно использовать при небольших временных интервалах.
2. Неявная схема абсолютно устойчива. Неявная схема позволяет вычислять решения на больших временных интервалах.



1. Глазырина Л.Л., Карчевский М.М. Введение в численные методы. - Учебнометодическое пособие. Изд-во КГУ, 2012
2. Карчевский М.М. Уравнения математической физики. Дополнительные главы: учебное пособие / Карчевский М.М., Павлова М.Ф. - Санкт-Петербург: Лань, 2016.
3. Карчевский М.М., Ляшко А.Д., Павлова М.Ф. Методы вычислений: численные методы решения дифференциальных уравнений. - Учебно-методическое пособие. Изд-во КГУ, 1990.
4. Львовский С.М. Набор и верстка в системе LATEX - 3-е издание, исправленное и дополненное, 2003.
5. Поршнев С.В. Компьютерное моделирование физических процессов в пакете MATLAB: учебное пособие - 2-е издание исправленное - Санкт- Петербург,Лань,2012.
6. Самарский А.А. Введение в теорию разностных схем. - Москва: Физматлит., 1971.
7. Самарский А.А., Гулин А.В. Устойчивость разностных схем. - М.: Наука,
1989.
8. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ