2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Метод неопределенных коэффициентов, эллипт. уравнение
Сообщение11.05.2011, 18:09 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


11/04/08
2748
Физтех
Здравствуйте!
Возник такой вопрос.

Дано уравнение в частных производных: $\[{u_{xx}} + {u_{yy}} = 0\]$, какая-то область, на котором оно задано и граничные условия. Для численного решения на области и границах введена хаотическая сетка, все точки которой занумерованы одним индексом.
Значение искомой функции в точке с индексом $i$ ищется так:

$\[{u_i} = \sum\limits_{j \ne i} {{\alpha _{ij}}{u_j}} \]$

Требуется: найти число точек соседей $\[{{u_j}}\]$ для вычисления $ \[{u_i}\]$ с порядком аппроксимации $\[O\left( {r_{\max }^2} \right)\]$, где $
\[{r_{\max }} = \mathop {\max }\limits_j \sqrt {\Delta x_j^2 + \Delta y_j^2} \]$, $\[\Delta {x_j} = {x_i} - {x_j}\]$ и $\[\Delta {y_j} = {y_i} - {y_j}\]$.

Решаю:
$
\[\begin{gathered}
  {u_j} = {u_i} + \Delta {x_j}{\left( {{u_x}} \right)_i} + \Delta {y_j}{\left( {{u_y}} \right)_i} + \frac{1}
{2}\left( {\Delta x_j^2{{\left( {{u_{xx}}} \right)}_i} + 2\Delta {x_j}\Delta {y_j}{{\left( {{u_{xy}}} \right)}_i} + \Delta y_j^2{{\left( {{u_{yy}}} \right)}_i}} \right) +  \hfill \\
   + \frac{1}
{6}\left( {\Delta x_j^3{{\left( {{u_{xxx}}} \right)}_i} + 3\Delta x_j^2\Delta {y_j}{{\left( {{u_{xxy}}} \right)}_i} + 3\Delta {x_j}\Delta y_j^2{{\left( {{u_{xyy}}} \right)}_i} + \Delta y_j^3{{\left( {{u_{yyy}}} \right)}_i}} \right) + O\left( {r_{\max }^4} \right) \hfill \\ 
\end{gathered} \]
$

Значит, получаем следующие условия аппроксимации:

$\[\left\{ \begin{gathered}
  \sum\limits_{j \ne i} {{\alpha _{ij}}}  = 1 \hfill \\
  \sum\limits_{j \ne i} {{\alpha _{ij}}} \Delta {x_j} = 0 \hfill \\
  \sum\limits_{j \ne i} {{\alpha _{ij}}} \Delta {y_j} = 0 \hfill \\
  \sum\limits_{j \ne i} {{\alpha _{ij}}} \left( {\Delta x_j^2 - \Delta y_j^2} \right) = 0 \hfill \\
  \sum\limits_{j \ne i} {{\alpha _{ij}}} \Delta {x_j}\Delta {y_j} = 0 \hfill \\
  \sum\limits_{j \ne i} {{\alpha _{ij}}} \left( {\Delta x_j^3 - 3\Delta {x_j}\Delta y_j^2} \right) = 0 \hfill \\
  \sum\limits_{j \ne i} {{\alpha _{ij}}} \left( {3\Delta x_j^2\Delta {y_j} - \Delta y_j^3} \right) = 0 \hfill \\ 
\end{gathered}  \right.\]$

7 уравнений, 7 коэффициентов $\[{{\alpha _{ij}}}\] $для каждого $i$. Значит следует выбрать 7 точек-соседей.
А преподаватель много раз говорил, что на самом деле 6. В чем дело? Может это я в чем-то заблуждаюсь?

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ 1 сообщение ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group