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帖子主题:计算流体力学--第二章 有限差分法理论基础(4)
楼主:游客9514 [2006/3/22 23:07:54]

五、关于稳定性问题的几个进一步深入讨论的问题;

1)非线性问题中影响稳定性的因素

截断误差项(余项)中的非线性项影响。

例;

Lax-Werdroff格式;

M.E.:

而对于        

M.E.:

显然对于非线性问题;截断误差(修正方程中)会出现的项;且其系数由u2,决定,,就可能出现逆耗散性质,故而出现数值解的不稳定,所以L-W格式在计算非线性问题时通常必须增加人工粘性才能使计算稳定,并且人工粘性通常在,时才考虑加入.

2)边界数值处理对计算稳定性的影响

主要讨论处,第三类边界条件的处理

一阶精度处理 

            

二阶精度处理;

                  

由(*)式及

        

固此在短阵法分析中在边界点处是:

  在讨论计算的稳定性时,关键在于矩阵的特征值,为了估计矩阵的特征值,可利用Brauer定理:-特征值分布定理

定理;为任意复矩阵,

    

 则矩阵A的所有特征值入都属于园的并集。

该定理的含义是;如果以表示矩阵A的第i行上除去对角线元素的所有元素的模之总和,那么矩阵的每一个特征值入都位于诸园中的某一个内部。(在园的边界上)

利用此定理分析上述矩阵A:

  1)对于A的第2行至第J-1

     

 解之得:                

                       为保证      

  2)对于第一行;

  

 

 

  对于所有        

要求  

                           边界条件的二阶精度处理,时稳定性的要求加严了.

 

思考:一阶精度的边界条件处理对稳定性的影响如何?

 



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