数学理论与应用 ›› 2020, Vol. 40 ›› Issue (2): 64-83.

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一类二维抛物方程反问题的CCD-ADI方法 

凌巍炜1.2 潘克家1*   

  1. 1.中南大学数学与统计学院, 长沙410083;  2.江西应用技术职业学院社会学院, 赣州341000
  • 出版日期:2020-06-30 发布日期:2021-06-15
  • 通讯作者: 潘克家,中南大学数学与统计学院教授,E-mail:kejiapan@csu.edu.cn

A CCD-ADI Method for the Two-dimensional Parabolic Inverse Problem with an 0verspecification at a point

  • Online:2020-06-30 Published:2021-06-15

摘要: 许多工程问题可通过带有未知参数的抛物方程反问题求解。因此,发展高精度数值方法求解这类反问题非常重要。本文提出了一种交替方向隐格式(ADI)的三层线性化组合紧致差分(CCD)格式求解带控制参数的二维非定常反应扩散方程。该方法在时间上达到二阶精度,空间上达到六阶精度。在每个ADI迭代步,只需求解一个块三对角系统,可通过块Thomas算法快速求解。此外,我们严格证明了在周期性边界条件下,CCD-ADI方法解的存在性和唯一性。最后,通过与已有空间四阶方法对比,数值算例验证了新方法的无条件稳定性、精度与效率。
 

关键词: 反应扩散方程, 交替方向隐格式, 组合紧致差分格式, 可解性, 控制参数