Навигация
Повышение точности разностных схем
26705
знаков
20
таблиц
17
изображений
6. Повышение точности разностных схем
Оператор сдвига, преобразующий значение функции в точке z в значение функции в точке z+h выражается через оператор производной 
, как 
, а его применение представляется выражением:
Обозначив операторные выражения для сдвига значений функции по осям x, y соответственно
несложно записать с их помощью следующие операторные выражения:
Во фрагменте сетки, изображенной в виде таблицы 
, для каждой представленной индексом точки записано значение функции, выраженное через значение функции в центральной точке, преобразованное соответствующими операторами сдвига:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вычислим суммы значений функций, симметрично располагающихся вокруг центральной точки:
Подобными преобразованиями операторных выражений можно получить формулы для следующих сумм:
и любых других.
Включая выражения для частичных сумм в единую сумму с различными весовыми коэффициентами, пренебрегая выражениями с производными и лапласианами высоких порядков, получают конечно-разностные формулы, аппроксимирующие уравнение Лапласа в заданной точке и содержащие большее число значений искомой функции.
Например, из выражения для 
непосредственно следует
что, после пренебрежения слагаемыми в правой части, полностью соответствует трех точечной разностной аппроксимации частных производных. Суммируя и 
с весами соответственно 4 и 1, получим аппроксимацию производных по значениям в восьми точках:
Если значения частных производных в точках области решения малы, то радикальным способом увеличения точности аппроксимации уравнения является уменьшение шага сетки.
При задании в правой части уравнения Лапласа функции g(x,y) последняя в приведенных конечно-разностных суммах должна заменить 
на 
, 
– на 
и т.д.:
Похожие работы
... схема со сглаживанием, схема прямоугольник со сглаживанием, “шахматная ” схема. Произведены некоторые расчеты для одномерного уравнения переноса с переменными и постоянными коэффициентами на неравномерных сетках, с целью определения наиболее устойчивой разностной схемы. Исследование показало, что наиболее устойчивым методом для одномерного уравнения переноса с переменными коэффициентами является ...
... . Результаты моделирования можно просматривать на экране монитора и распечатывать на принтере. В данном расчетно-графическом задании виртуальная гибридная вычислительная машина будет использована в качестве вычислительного инструмента для решения краевых задач методами математического и аналогового моделирования, с целью демонстрации возможностей аналоговых устройств для исследования физических ...
... ^у^е^о ^ с^-^. Итак решение по Ритцу: ^-i-^ Сравнительная таблица имеет вид: Л. 0 0,5 1 1,5 2 у^ 0 -0,275 -0,3571 -0,2758 0 ^г) о -0,2126 -0,3520 -0,3258 0 50 3.6. Об одном подходе к решению нелинейных вариационных задач В отличии от метода Ритца, искомую функцию в двуточечной вариационной задаче зададим в виде: r-^^f^-^^ При этом граничные условия и{а ) = ...
... суммы и позволит вычислить приближенное значение приращения Dy: где Метод четвертого порядка для q = 3, имеет вид где Особо широко известно другое вычислительное правило Рунге-Кутта четвертого порядка точности: где Метод Рунге-Кутта имеет погрешность четвертого порядка (~ h4 ). Правило Рунге. Если приближенный метод имеет порядок погрешности m, то погрешность можно приближенно ...
0 комментариев